Karakteristik ketahanan korosi baja SS 304 pada larutan amonia - USD Repository

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

KARAKTERISTIK KETAHANAN KOROSI BAJA SS 304
PADA LARUTAN AMONIA

TUGAS AKHIR

Untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat sarjana S-1

Program Studi Teknik Mesin
JurusanTeknikMesin

Diajukan oleh :
DENI SETIAWAN
NIM : 085214031

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2012

i

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

CHARACTERISTICS OF THE CORROSION RESISTANCE
OF SS 304 IN AMMONIA SOLUTION

FINAL PROJECT

As partial fulfillment of the requirement
to obtain the SarjanaTeknik degree

Mechanical Engineering Study Program
Mechanical Engineering Department

by
DENI SETIAWAN
Student Number:085214031

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPATRMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2012

ii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

KARAKTERISTIK KETAHANAN KOROSI BAJA SS 304
PADA LARUTAN AMONIA

Disusun Oleh:
DENI SETIAWAN
NIM : 085214031

Telah Disetujui Oleh:
Dosen Pembimbing:

iii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

KARAKTERISTIK KETAHANAN KOROSI BAJA SS 304
PADA LARUTAN AMONIA
Yang dipersiapkan dan disusun oleh:
NAMA
N.I.M

: DENI SETIAWAN
: 085214031

iv

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN

MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
Dengan ini saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa dalam Tugas
Akhir dengan judul :
KARAKTERISTIK KETAHANAN KOROSI BAJA SS 304 PADA
LARUTAN AMONIA
Yang dibuat untuk melengkapi persyaratan yang wajib ditempuh untuk
menjadi Sarjana Teknik pada Program Strata-1, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas
Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Sejauh yang saya
ketahui bukan merupakan tiruan dari tugas akhir yang sudah dipublikasikan di
Universitas Sanata Dharma maupun di Perguruan Tinggi manapun. Kecuali
bagian informasinya dicantumkan dalam daftar pustaka.

Dibuat di

: Yogyakarta

Pada tanggal : 7 Januari 2012
Penulis

Deni Setiawan

v

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

INTISARI

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui laju korosi dan sifat mekanis
stainlees steel 304 sebelum dan sesudah dikorosifkan pada media pengkorosif
amonia. Untuk laju korosinya yaitu berupa pengurangan beban terhadap media

pengkorosif amonia sebelum dan sesudah dikorosikan selama tiga variasi waktu.
Sedangkan untuk sifat mekanisnya adalah kekuatan tarik dan kekerasannya.
Bahan benda uji berupa plat stainlees steel 304 yang digunakan pada alat
pendingin absorbsi dengan menggunakan zat amonia. Plat stainlees steel dibuat
benda uji dengan ukuran sesuai standar ASTM. Sebagian benda uji dikorosikan
dengan media pengkorosif berupa amonia murni dengan tekanan 11 bar dengan
variasi waktu 300, 600, 900 jam dan sebagian tanpa dikorosikan pada media
pengkorosif amonia. Setelah proses pengkorosian selesai dilakukan pengujian
tarik, kekerasan vickers dan perhitungan laju korosi.
Hasil dari penelitian ini menunjukan bahwa kekuatan tarik pada stainless
steel 304 tidak terpengaruh secara signifikan akibat media korosif amonia, dan
kekerasan VHN tanpa las mengalami penurunan akibat media korosif amonia pada
perendaman 900 jam dengan jarak 100 μm yaitu sebesar 105 pada kekerasan las
VHN mengalami penurunan akibat media korosif amonia pada perendaman 300
jam yaitu sebesar 87,36 Laju korosi mengalami penurunan akibat media
pengkorosif amonia pada perendaman 900 jam yaitu sebesar 1,1
mm/yr.
Dan laju korosi pada spesimen las mengalami penurunan akibat media korosif
amonia pada perendaman 600 jam yaitu sebesar 1,06
mm/yr.

Kata Kunci di: kekuatan tarik, VHN, laju korosi.

vi

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

vii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur senantiasa kepada Tuhan Yang Maha Esa karena rahmat yang
diberikan dalam penyusunan Tugas Akhir ini sehingga penulis dapat
menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik.
Tugas Akhir ini merupakan sebagai salah satu syarat yang wajib untuk setiap
mahasiswa Jurusan Teknik Mesin. Tugas Akhir ini dilaksanakan dalam rangka
memenuhi syarat untuk mendapatkan gelar sarjana S-1 pada Jurusan Teknik
Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Berkat bimbingan, dukungan dan nasihat dari berbagai pihak, akhirnya Tugas
Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. Pada kesempatan ini dengan segenap
kerendahan hati penulis menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya
kepada :
1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc., selaku Dekan Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3. I Gusti Ketut Puja, S.T., M.T. sebagai Dosen Pembimbing Utama Tugas Akhir.
4. Ir. F.A. Rusdi Sambada, M.T. selaku pembimbing lapanagan yang senantiasa
mebimbing penulis.

5. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Dosen pembimbing akademik.
6. Martono DS, Intan Widanarko, Ag Ronny selaku laboran Fakultas Teknik
Mesin Universitas Sanata Dharma.
7. Seluruh staf pengajar jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma yang
telah mendidik dan memberikan berbagai Ilmu Pengetahuan yang sangat
membantu penyelesaian Tugas Akhir ini.
8. Bapak Kiran dan Ibu Warsini selaku orang tua penulis dan Gita Dwi Yani.
selaku adik kandung, karena kebaikan dan kerendahan hati memberikan
semangat pada penulis. Keluarga penulis yang tidak dapat disebutkan satu
persatu yang telah mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

viii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

9. Matias Yogi Widianto, Wedha Adji Laksana, Herman Perdana, Prambudi
Dangu Nugroho, P.D Bayu Wicaksono, Ricardo Redi H.W., Agus Tinus
Supriono, Wiyan Ahmad Waislam, selaku rekan-rekan Tugas Akhir yang telah
berbagi suka dan duka serta pendorong dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari dalam penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna.
Segala kritik dan saran yang membangun akan sangat penulis harapkan demi
penyempurnaan dikemudian hari. Akhir kata seperti yang penulis harapkan
semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.

Yogyakarta, 19 Februari 2012

Penulis

ix

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL…………………………………..................................... i
HALAMAN PENGESAHAN……………………………………………….. iii
HALAMAN PERNYATAN………………………………………………..... v
INTISARI…………………………………………………………………….. vi
PUBLIKASI KARYA ILMIAH…………………………………………….. vii
KATA PENGANTAR……………………………………………………….. viii
DAFTAR ISI…………………………………………………………………. x
DAFTAR GAMBAR………………………………………………………… xiii
DAFTAR TABEL……………………………………………………………. xv

BAB I

BAB II

PENDAHULUAN
1.1

Latar Belakang Penelitian………………………………

1

1.2

Rumusan Masalah...…………………………………….

2

1.3

Tujuan Penelitian……………………………………….

2

1.4

Batasan Masalah...……………………………………… 3

1.5

Manfaat Penelitian...……………………………………

3

DASAR TEORI
2.1

Stainless Steel…….. …………………………………… 5

2.2

Jenis-jenis Stainless steel……………………………….

2.3

Korosi Pada Stainless Steel……………………………. 10

2.4

Pengelasan GTAW………….…………………………. 15

2.5

Pengujian Pada Bahan…...………………...…………... 18

6

2.5.1 Pengujian Tarik………………………………... 18
2.5.2 Pengujian Kekerasan...………………………… 21
2.6

Rumus-rumus Perhitungan…………………………….. 22
2.6.1

Pengujian Tarik………………………………… 22

2.6.2 Pengujian kekerasan…………………………… 23

x

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

2.6.3 Laju Korosi………..…………………………… 23
BAB III

METODE PENELITIAN
3.1

Diagram Alir Penelitian……….………………………. 24

3.2

Pembuatan Bahan ………………………………….….. 25

3.3

3.2.1

Spesimen Uji Tarik…….. ………..…………… 25

3.2.2

Spesimen Uji Vickers….. ………..…………… 26

Alat Pengisian Amonia…………………………...…… 26
3.3.1

3.4

Peralatan Pendukung………………………………….. 29

3.5

Langkah Penelitian…………………………………….. 32

3.6

BAB IV

BAB V

Langkah Pengisian Amonia..……..…………… 28

3.5.1

Pengujian Tarik………… ………..…………… 33

3.5.2

Pengujian Kekerasan Vickers..………………... 33

3.5.3

Pengukuran Laju Korosi….…..………………. 34

Pengolahan Data…..………………………………….. 34

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1

Pengujian Tarik ………………………….……………. 35

4.2

Pengujian Kekerasan Vickers…….…………..……….. 68

4.3

Laju Korosi……………………………………………. 42

PENUTUP
5.1

Kesimpulan……………………………………………. 45

5.2

Saran…………………………………………………… 46

DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………… 49
LAMPIRAN …………………………………………………………………... 50

xi

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

ISTILAH PENTING
Simbol

Keterangan



Tegangan (MPa)

F

Beban/Gaya (N)

A

Luas penampang (mm2)

VHN

Vickers Hardnes Number

P

Beban yang digunakan (gram)

d

Panjang diagonal rata-rata (μm)

mm/yr

milimeter per year

T

Waktu kontak dengan lingkungan(jam)

D

Densitas material (g/cm3)

W

Pengurangan berat (mg)

xii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Struktur Atom Fasa Austenitic. ................................................... 6
Gambar 2.2 Struktur Atom Fasa Ferit ............................................................. 8
Gambar 2.3 Struktur Atom Fasa Martensit ..................................................... 9
Gambar 2.4 Struktur Atom Fasa Duplex Stainless Steel ................................ 9
Gambar 2.5 Korosi Merata .............................................................................. 11
Gambar 2.6 Korosi Galvanik .......................................................................... 11
Gambar 2.7 Proses Elektro Kimia................................................................... 12
Gambar 2.8 Korosi Pitting ............................................................................. 12
Gambar 2.9 Struktur Mikro Korosi Intergranular ........................................... 13
Gambar 2.10 Korosi Erosi .............................................................................. 14
Gambar 2.11 Pengelasan GTAW ..................................................................... 15
Gambar 2.12 Perlengkapan Pengelasan GTAW ............................................. 16
Gambar 2.13 Bentuk dan Dimensi Benda Uji Tarik ........................................ 18
Gambar 2.14 Tegangan Regangan. .................................................................. 20
Gambar 2.15 Uji Vickers ................................................................................ 21
Gambar 2.16 Indentor Uji Vickers .................................................................. 21
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ............................................................... 24
Gambar 3.2 Spesimen Uji Tarik....................................................................... 25
Gambar 3.3 Spesimen Uji Vickers. .................................................................. 26
Gambar 3.4 Skema Alat Pengisian Amonia. .................................................... 27
Gambar 3.5 Pompa Vakum. ............................................................................. 29
Gambar 3.6 Nepel. ........................................................................................... 29
Gambar 3.7 Water Test Pump .......................................................................... 30
Gambar 3.8 Mesin Uji Tarik. ........................................................................... 31
Gambar 3.9 Mesin Uji Vickers ........................................................................ 31
Gambar 3.10 Timbangan Analitik. .................................................................. 32
Gambar 3.11 Tabung Penyimpan ..................................................................... 32

xiii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Kekuatan Tarik Terhadap Waktu
Perendaman.................................................................................... 37
Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Nilai Kekerasan Terhadap Waktu Perendaman
Perendaman.................................................................................. 40
Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Laju Korosi Terhadap Waktu Perendaman
Perendaman . ............................................................................... 43

xiv

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Komposisi Kimia Baja AISI 304 .................................................. 7
Tabel 2.2 Sifat Mekanik AISI 304 ................................................................ 7
Tabel 4.1 Data Uji Tarik Benda Uji Kondisi Mula-mula .............................. 35
Tabel 4.2 Data Uji Tarik Kondisi 300 jam Perendaman pada Amonia ......... 35
Tabel 4.3 Data Uji Tarik Kondisi 600 jam Perendaman pada Amonia ......... 36
Tabel 4.4 Data Uji Tarik Kondisi 900 jam Perendaman pada Amonia ......... 36
Tabel 4.5 Data Uji Kekerasan Vickers Kondisi Mula-mula ( 0 jam ) ........... 38
Tabel 4.6 Data Uji Kekerasan Kondisi Perendaman 300 jam pada Amonia 39
Tabel 4.7 Data Uji Kekerasan Kondisi Perendaman 600 jam pada Amonia 39
Tabel 4.8 Data Uji Kekerasan Kondisi Perendaman 900 jam pada Amonia 39
Tabel 4.9 Data Laju Korosi Kondisi Perendaman 300, 600 dan 900 Jam
pada Amonia ................................................................................. 39

xv

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

1

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Penelitian
Perkembangan teknologi yang semakin pesat khususnya dalam bidang
industri menyebabkan kebutuhan akan bahan meningkat dari waktu ke waktu.
Karena kebutuhan akan bahan yang semakin meningkat itulah yang memotivasi
manusia untuk berkembang dengan melakukan berbagai penelitian untuk
mendapatkan dan mengetahui sifat mekanik dari bahan-bahan industri. Bahkan
mereka berinovasi dengan berbagai cara untuk mendapatkan dan mengetahui sifat
mekanik, sifat fisis, serta komposisi dari suatu bahan dengan berbagai perlakuan
untuk mendapatkan suatu bahan yang memiliki sifat-sifat yang diinginkan.
Berdasarkan hal tersebut, penulis mencoba melakukan penelitian
mengenai pengaruh laju korosi pada stainless steel. Penulis memilih stainless steel
tipe 304 sebagai bahan penelitian untuk tugas akhir, karena penggunaan stainless
steel yang semakin banyak di berbagai bidang dewasa ini. Ini disebabkan oleh
sifat-sifat stainless steel yang adalah logam ringan, tahan korosi dan mudah
dibentuk.
Pada dasarnya material atau bahan diuji kekuatannya supaya layak
menjadi suatu produk dengan diuji berdasarkan lingkungan nyata sebagai media
pengujinya untuk menentukan umur pakai dari produk tersebut nantinya. Seperti
kita ketahui bahwa stainless steel merupakan baja tahan terhadap karat. Tetapi apa
yang kita ketahui tersebut hanya dilihat dari penggunaan produk stainless steel

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

2

yang tahan karat pada lingkungan air yang kita tidak mengetahui kandungan apa
yang terlarut dalam air tersebut. Hal ini tentu saja perlu diteliti bahwa di dalam air
juga terlarut banyak kandungan zat yang diantaranya adalah amonia (NH3).
Amonia merupakan komoditi yang sangat penting di dunia industri dan
juga sering ditemui terlarut dalam air dan mempunyai sifat korosif. Sifat dari
amonia sendiri adalah basa (pH=4,75), namun dapat juga bertindak sebagai asam
yang sangat lemah (pH=9,25). Biasanya amonia didapati berupa gas dengan bau
yang menyengat. Agar dapat digunakan sebagai media korosif, amonia harus
dilarutkan dalam air dengan konsentrasi yang ditentukan yang disebut amonium
hidroksida. Dengan amonia sebagai media korosif akan didapat data kekuatan
tarik, nilai kekerasan dan laju korosi pada tipe stainless steel tipe 304 ini.

1.2 Perumusan Masalah
Pada penelitian ini akan dianalisa dari pengujian-pengujian yang dilakukan
pada spesimen stainless steel 304 tanpa las dan dilas yang dikondisikan dalam
media korosif amonia selama tiga variasi waktu 300 jam, 600 jam dan 900 jam.
Lamanya waktu tersebut mempengaruhi laju korosi yang nantinya akan diketahui
seberapa besar pengaruhnya terhadap kekuatan dan kekerasan stainless steel 304
tersebut. Amonia yang digunakan pada proses ini adalah dalam bentuk uap.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

3

1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai dalam penulian tugas akhir ini sesuai uraian
diatas adalah :
1. Mengetahui kekuatan tarik pada stainless steel 304 tanpa las dan
stainless steel 304 las akibat pengaruh media korosif amonia dalam
bentuk uap.
2. Mengetahui nilai kekerasan pada stainless steel 304 tanpa las dan
stainless steel 304 las akibat pengaruh media korosif amonia dalam
bentuk uap.
3. Mengetahui laju korosi stainless steel 304 tanpa las dan stainless steel
304 las akibat pengaruh media korosif amonia dalam bentuk uap.

1.4 Batasan Masalah
Batasan masalah yang ditetapkan dalam pengujian ini adalah
1. Material yang digunakan adalah steinless steel tipe 304.
2. Media korosif yang digunakan adalah uap amonia dengan tekanan  11
bar.
3. Benda uji dikondisikan pada media korosif amonia selama tiga variasi
waktu yaitu 300 jam, 600 jam dan 900 jam.
4. Pengujian kekuatan tarik dilakukan dengan pengujian tarik.
5. Pengujian kekerasan dilakukan dengan pengujian micro vickers
6. Tebal material yang digunakan adalah 1,8 mm.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

4

1.5 Manfaat
Adapun manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah :
1. Menambah kepustakaan teknologi tentang material stainless steel 304.

2. Penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai acuan dalam
pemanfaatan material Stainless steel 304.

3. Penggunaan produk Stainless steel dalam masyarakat umum lebih
selektif dalam pemilihan tiap tipe dan karakternya.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

5

BAB II
DASAR TEORI

2.1 Stainless Steel
Baja tahan karat atau Stainless Steel merupakan baja paduan dengan
kandungan kromium (Cr) minimal 10,5%. Komposisi ini membentuk
protective layer lapisan pelindung anti korosi (Cr2O3) yang merupakan hasil
oksidasi oksigen terhadap krom yang terjadi secara spontan. Dengan proses
oksidasi, lapisan ini akan mudah terbentuk jika tergores ataupun mengalami
proses permesinan. Meskipun seluruh kategori stainless steel didasarkan
pada kandungan kromium (Cr), namun unsur paduan lainnya ditambahkan
untuk memperbaiki sifat stainless steel sesuai dengan aplikasinya. Kategori
stainless steel tidak hanya seperti baja lain yang didasarkan pada besarnya
persentase karbon tetapi didasarkan pada struktur metalurginya.

2.2 Jenis-jenis Stainless Steel
Secara garis besar terdapat lima golongan utama dari stainless steel
adalah sebagai berikut :
1. Tipe Austenitik
Baja stainless steel austenitik merupakan baja paduan yang mengandung 1820% kromium, 8-10,5% nikel. Tipe austenitik mempunyai struktur kubus
satuan bidang (FCC) face centered cubic dan merupakan baja dengan
ketahanan korosi yang baik. Struktur kristal akan tetap berfasa austenit bila

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

6

unsur nikel dalam paduan diganti mangan (Mn), karena kedua unsur
merupakan penstabil fasa austenit. Fasa austenitik tidak akan berubah saat
proses anil. Baja stainless steel austenitik tidak dapat dikeraskan dengan
metode perlakuan panas (heat treatment) tetapi menggunakan metode
pengerjaan dingin. Umumnya jenis baja ini dapat tetap menjaga sifat
austenitik pada temperature ruang, lebih bersifat ulet dan memiliki
ketahanan korosi yang lebih baik dibandingkan baja stainless steel ferritik
dan martensit.

Gambar 2.1 Struktur Atom Fasa Austenitik
(Sumber: Hardiana 2010)
AISI 304 tergolong dalam kategori baja stainless steel austenitik yang
sangat banyak kita temui. Komposisi unsur-unsur pemadu yang terkandung
dalam AISI 304 akan menentukan sifat mekanik dan ketahanan korosi. AISI
304 mempunyai kadar kromium yang cukup tinggi sebagai pembentuk
lapisan Cr2O3 yang protektif untuk meningkatkan ketahanan korosi.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

7

Tabel 2.1 Komposisi Kimia Baja AISI 304.
UNSUR

%MASSA

C

0,08

Mn

2

P

0,45

S

0,03

Si

0,75

Cr

18 -20

Ni

8 – 10,5

Fe

66,345 - 74

(Sumber: Hardiana 2010)
Berdasarkan unsur pemadu yang terkandung seperti dalam tabel diatas akan
terbentuk sifat mekanis dari baja stainless AISI 304 yaitu sebagai berikut :

Tabel 2.2 Sifat Mekanik AISI 304.
0.27 – 0.30

Rasio Poison
Kekuatan tarik

515 MPa

Regangan

205

Pertambahan panjang

40 %

Kekerasan

88 (HVN)

Modulus Elastisitas
Densitas

193 GPa
7,9 gr/cm3

(Sumber: Hardiana 2010)

2. Tipe Feritik
Baja jenis ini mempunyai struktur (BCC) body centered cubic Kandungan
kromium umumnya kisaran 16 – 18%. Unsur sulfur ditambahkan untuk
memperbaiki sifat mesin. Paduan ini merupakan ferromagnetik dan

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

8

mempunyai sifat ulet, machinability yang baik. Namun kekuatan di
lingkungan suhu tinggi lebih rendah dibandingkan baja stainless austenitik.
Kandungan karbon rendah pada baja ferritik tidak dapat dikeraskan dengan
perlakuan panas. Tipe yang umum di pasaran adalah 405, 430, 439, dan
446. Penggunaan secara umum adalah lebih pada pemakaian dekoratif
arsitektur.

Gambar 2.2 Struktur Atom Fasa Ferit
(Sumber: Mitsui2012)
3. Tipe Martensitik
Baja ini merupakan paduan kromium dan karbon yang memiliki struktur
martensit (BCC) body-centered cubic. Kandungan kromium umumnya
berkisar antara 12–13%, dan karbon 0,1-0,3%. Kandungan kromium dan
karbon dijaga agar mendapatkan struktur martensit. Keunggulan dari tipe
martensitik, jika dibutuhkan kekuatan yang tinggi maka dapat di hardening
dan bersifat magnetis. Secara umum aplikasi jenis ini yang sering kita temui
adalah pisau, spring, dan poros. Sifat lain dari tipe ini adalah kemampuan
untuk difabrikasi baik.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

9

Gambar 2.3 Struktur Atom Fasa Martensitik
(Sumber:Mitsui 2012)
4. Tipe Duplek
Duplex stainless steel memiliki bentuk mikro struktur campuran ferritikaustenitik memiliki temperature

relatif tinggi

tahan terhadap Stress

Corrosion Cracking. ketangguhannya jauh lebih baik dibanding ferritik dan
lebih buruk dibanding Austenitik. Sementara kekuatannya lebih baik
dibanding Austenitik.

Gambar 2.4 Struktur Atom Fasa Duplex Stainless Steel
(Sumber: Mitsui 2012)
5. Tipe Precipitation Hardening
Precipitation hardening stainless steel adalah stainless steel yang keras dan
kuat akibat dari dibentuknya suatu presipitat (endapan) dalam struktur
mikro logam. Sehingga gerakan deformasi menjadi terhambat dan

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

10

memperkuat material stainless steel. Pembentukan ini disebabkan oleh
penambahan unsur tembaga (Cu), Titanium (Ti), Niobium (Nb) dan
alumunium. Proses penguatan umumnya terjadi pada saat dilakukan
pengerjaan dingin (cold work).

2.3 Korosi Pada Stainless Steel
Korosi adalah kerusakan atau degradasi suatu bahan logam akibat reaksi
dengan lingkungan yang korosif. Faktor yang berpengaruh terhadap korosi
dapat dibedakan menjadi dua, yaitu berasal dari bahan itu sendiri dan dari
lingkungan. Faktor dari bahan meliputi komposisi kimia bahan, bentuk
kristal, struktur bahan dan sebagainya.
Faktor dari lingkungan meliputi tingkat pencemaran udara, suhu,
kelembaban, dan juga zat-zat kimia yang bersifat korosif. Bahan-bahan
korosif terdiri atas asam, basa serta garam, baik dalam bentuk senyawa
organik maupun an-organik.
Perlu kita ketahui bahwa korosi dibedakan menjadi beberapa jenis, yaitu :
1. Korosi Merata (uniform)
Korosi ini merata di seluruh permukaan logam dan termasuk korosi yang
paling sering dijumpai. Korosi ini dikontrol oleh reaksi kimia antara
permukaan logam dengan media pengkorosifnya. Korosi ini bisa terjadi
dikarenakan komposisi dan metalurgi material yang sama. Dengan
keseragaman tersebut, pelepasan elektron akan merata ke seluruh
permukaan.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

11

Gambar 2.5 Korosi Merata
(Sumber: Budi Hartono 2011)
2. Korosi Galvanik (Bimetal)

Gambar 2.6 Korosi Galvanik
(Sumber: Busman 2010)
Korosi ini terjadi karena proses elektrokimiawi dua buah logam yang
berbeda potensial dihubungkan langsung didalam larutan elektrolit yang
sama. Dimana elektron mengalir dari logam anodik (kurang mulia) ke
logam yang lebih katodik (lebih mulia), akibatnya logam yang kurang mulia
berubah menjadi ion-ion positif karena kehilangan elektron.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

12

Gambar 2.7 Proses Elektrokimia Korosi Galvanis
(Sumber: Busman 2010)
3. Korosi Celah
Korosi celah merupakan korosi lokal yang mempunyai celah antara
keduanya yang mengakibatakan terjadinya perbedaan konsentrasi asam.
Biasanya terjadi dikarenakan celah tersebut terisi oleh elektrolit yang
mengakibatkan terjadinya sel korosi dengan katodanya adalah sisi luar
permukaan celah dan anodanya adalah elektrolit yang mengisi celah itu
sendiri.
4. Korosi Sumuran (pitting)
Merupakan korosi lokal yang terjadi pada logam secara lokal selektif yang
menghasilkan bentuk permukaan lubang-lubang pada logam. Korosi jenis
ini dianggap lebih berbahaya daripada korosi seragam dikarenakan lebih
sulit terdeteksi. Mekanisme korosi pitting hampir sama dengan dengan
korosi celah. Korosi pitting ditandai dengan pembentukan lubang ataupun
sumur pada permukaan logam.

Gambar 2.8 Korosi Sumuran
(Sumber: Jones 1991)

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

13

5. Korosi Batas Butir ( Intergranular)
Korosi batas butir merupakan serangan korosi yang terjadi pada batas kristal
(butir) dari suatu paduan karena paduan yang kurang sempurna (ada kotoran
yang masuk/endapan) atau adanya gas hidrogen atau oksigen yang masuk
pada batas kristal/butir. Batas butir ini sering menjadi tempat pengendapan
(precipitation) dan pemisahan (segregation). Pengendapan dan pemisahan
terjadi dikarenakan pada logam terkandung logam antara dan senyawa pada
batas butirnya. Pada dasarnya logam yang mempunyai logam antara dan
senyawa pada batas butirnya akan sangat rentan terhadap korosi batas butir.
Jenis korosi ini sangat berbahaya karena tidak dapat dilihat secara kasat
mata.

Gambar 2.9 Struktur Mikro Korosi Intergranular
(Sumber: Hardiana 2010)
6. Korosi Retak Tegang
Korosi retak tegang adalah keretakan akibat tegangan tarik dan media
korosif secara bersamaan dan terjadi pada material yang spesifik.
Karakteristik dari korosi ini adalah perpatahannya getas dimana retakan
terjadi dengan regangan yang kecil dari material.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

14

7. Korosi Selektif
Korosi Selektif adalah suatu bentuk korosi yang terjadi karena pelarutan
komponen tertentu dari paduan logam. Pelarutan ini terjadi pada salah satu
unsur pemadu atau komponen dari paduan logam yang lebih aktif yang
menyebabkan sebagian besar dari pemadu tersebut hilang dari paduannya.
8. Korosi Erosi
Korosi erosi terjadi akibat aliran dari suatu fluida yang mengalir sangat
cepat sehingga merusak permukaan logam dan lapisan film pelindung.

Gambar 2.10 Korosi Erosi
(Sumber: Jones 1991)
Amonia (NH3) merupakan bahan kimia yang cukup banyak
digunakan dalam kegiatan industri. Pada suhu dan tekanan normal, bahan
ini berada dalam bentuk gas dan sangat mudah terlepas ke udara. Di dunia
industri amonia umumnya digunakan sebagai bahan anti beku (refrigerant)
di dalam alat pendingin. Bukan hanya itu saja, dalam aplikasi alat pendingin
absorbsi yang digunakan sebagai refrigerant adalah amonia. Tentu saja
dalam prosesnya pengaruh amonia tersebut akan menyebabkan korosi.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

15

2.4 Pengelasan GTAW (Gas Tungsten Arc Welding)
Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) atau sering disebut dengan
Tungsten Inert Gas (TIG) merupakan salah satu bentuk proses las busur (arc
welding) yang menggunakan inert gas sebagai pelindung dan tungsten atau
wolfram sebagai elektrodanya. Elektroda yang digunakan termasuk
elektroda tidak terumpan (non consumable) dan sebagai tumpuan terjadinya
busur listrik. Daerah pengelasan (HAZ) dilindungi oleh inert gas supaya
tidak terkontaminasi dengan udara luar. Inert gas yang biasa digunakan
adalah argon dan helium ataupun campuran dari keduanya. GTAW mampu
menghasilkan las yang berkualitas tinggi pada hampir semua logam mampu
las. Hasil pengelasan yang dihasilkan juga tidak menghasilkan slag atau
kotoran.
Elektroda tungsten yang digunakan bukan sebagai filler metal,
sehingga pada saat pengerjaan memerlukan filler metal dari luar untuk
mengisi gap sambungan. Pada pengadaan material uji tersebut juga
dilakukan pengelasan GTAW ini tanpa menggunakan filler metal
dikarenakan ketebalannya hanya berkisar 1 mm.

Gambar 2.11 Pengelasan GTAW
(Sumber: David Luiz 2006)

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

16

Material yang dapat dilas GTAW meliputi :
1. Logam ferro, meliputi :
a) Baja Karbon
b) Stainless steel
c) Baja Paduan Rendah
2. Logam non-ferro, meliputi :
a) Tembaga
b) Kuningan
c) Aluminium
d) Titanium
e) Perunggu, dll.

Jenis perlengkapan pada pengelasan GTAW tidak jauh berbeda
dengan las busur listrik (arc welding), tetapi ada penambahan
shielding gas (gas pelindung) dan juga unit pendingin (cooling
system).

Gambar 2.12 Perlengkapan Pengelasan GTAW
(Sumber: David Luiz 2006)

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

17

Keuntungan dari pengelasan GTAW :
a)

Kualitas hasil pengelasannya baik.

b)

Tanpa asap dan bau.

c)

Tidak menghasilkan kotoran.

d)

Bisa untuk pengerjaan hampir pada semua logam.

Kerugian dari pengelasan GTAW :
a)

Ketebalan pengelasan terbatas.

b)

Biaya pengelasan yang relatif mahal.

c)

Membutuhkan kemampuan (skill) khusus bagi operatornya.

d)

Sinar UV yang dihasilkan lebih terang dibandingkan dengan
proses las yang lain.

2.5 Pengujian Pada Bahan
Pengujian pada bahan dimaksudkan untuk mengetahui sifat-sifat
bahan stainless steel 304 terhadap pengaruh uap amonia, jenis pengujian
bahan yang dilakukan yaitu:
a) Uji Tarik
b) Uji Kekerasan Vickers
c) Laju Korosi

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

18

2.5.1 Pengujian tarik
Pengujian tarik adalah pengujian bahan dengan cara bahan atau
benda uji diberi beban tarik secara perlahan-lahan sampai suatu beban
tertentu dan akhirnya benda uji patah. Beban tarik yang bekerja pada benda
uji akan menimbulkan pertambahan panjang disertai pengecilan diameter
benda uji.

Gambar 2.13 Bentuk dan Dimensi Benda Uji Tarik

Keterangan :
L

= panjang keseluruhan

L1

= panjang pencekaman

Lo

= panjang ukur

W

= lebar penampang uji

Wo

= lebar keseluruhan

r

= radius fillet

t

= tebal benda uji

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

19

Sifat-sifat terhadap beban tarik :
a. Modulus elastis
Modulus elastis adalah ukuran kekakuan suatu bahan, makin besar modulus
elastisnya maka makin kecil regangan elastis yang dihasilkan akibat
pemberian tegangan. Modulus elastis suatu bahan ditentukan oleh gaya
ikatan antar atom pada bahan tersebut, karena gaya ini tidak dapat diubah
tanpa terjadi perubahan mendasar sifat bahannya, maka modulus elastis
merupakan salah satu dari banyak sifat mekanik yang tidak mudah diubah.
Sifat ini hanya sedikit berubah oleh adanya penambahan paduan, perlakuan
panas atau pengerjaan dingin. Modulus elastis biasanya diukur pada suhu
tinggi dengan metode dinamik.
Pada tegangan tarik rendah terdapat hubungan linear antara tegangan dan
regangan dan disebut daerah elastis, pada daerah ini berlaku hukum Hooke.
b. Batas proporsional
Batas proporsional adalah tegangan maksimum elastis bahan, sehingga
apabila tegangan-regangan yang diberikan tidak melebihi proporsional,
bahan tidak akan mengalami deformasi dan akan kembali kebentuk semula.
c. Batas elastis
Batas elastis adalah tegangan terbesar yang masih dapat ditahan oleh suatu
bahan tanpa terjadi regangan sisa permanen yang terukur pada saat beban
ditiadakan dengan bertambahnya ketelitian pengukuran regangan, nilai batas
elastisnya menurun hingga suatu batas yang sama dengan batas elastis sejati
yang diperolah dengan cara pengukuran regangan mikro.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

20

d. Kekuatan luluh
Kekuatan luluh adalah tegangan yang dibutuhkan untuk menghasilkan
sejumlah kecil deformasi plastis yang ditetapkan.
e. Tegangan tarik maksimum
Tegangan tarik maksimum adalah beban tarik maksimum yang dapat
ditahan material sebelum patah.

Gambar. 2.14 Tegangan Regangan
(sumber: Soeparwi 2006)
2.5.2 Pegujian Kekerasan
Pengujian kekerasan dengan metode Vickers bertujuan menentukan
kekerasan suatu material, yaitu daya tahan material terhadap indentor intan
yang cukup kecil dan mempunyai bentuk geometri berbentuk piramid
seperti ditunjukkan pada Gambar 2.15. Beban yang dikenakan juga jauh
lebih kecil dibanding dengan pengujian rockwell dan brinel, yaitu antara 1
sampai 1000 gram.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

21

Gambar. 2.15 Uji Vickers
(Sumber: Suparwi 2006)

Gambar. 2.16 Indentor Vickers
(Sumber: Soeparwi 2006.)

2.6 Rumus-rumus Perhitungan
Dalam analisa stainless steel 304 akibat media korosif amonia
diperlukan beberapa rumusan perhitungan, antara lain sebagai berikut :

2.6.1

Kekuatan Tarik
Kekuatan tarik adalah hasil bagi antar beban maksimal dengan luas
penampang awal seperti dalam rumus berikut:

(2.1)

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

22

Dengan=
= Kekuatan tarik bahan (Mpa)
= Beban maksimum (N)
= Luas penampang awal (mm2)

2.6.2

Nilai Kekerasan Vickers
VHN adalah hasil bagi dari beban uji dengan luas permukaan bekas

luka tekan (injakan) dari indentor diagonalnya seperti dalam rumus berikut.
(

)

(2.2)

Dengan =
VHN= Nilai kekerasan vickers
P= Beban yang digunakan (gram)
d= Panjang diagonal rata- rataa (μm)

2.6.3 Laju Korosi
Suatu persamaan yang menyatakan laju korosi telah diperkenalkan
oleh seorang peneliti bernama Fontana sejak tahun 1945 adalah sebagai
berikut:

(2.3)

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

Dengan=
mm/yr = Laju korosi
W

= Pengurangan berat (mg)

D

= Densitas material (g/cm3)

A

= Luas penampang awal (cm2)

T

=Waktu kontak dengan lingkungan (jam)

23

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

24

BAB III
METODE PENELITIAN

3.1 Perancangan Benda Uji dan Alat pengisian amonia
Secara garis besar langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian ini
dilukiskan pada Gambar 3.1.
Pembuatan spesimen

Pembuatan spesimen uji tarik

Pembuatan spesimen uji tarik

dan uji kekerasan (dengan las)

dan uji kekerasan (tidak las)

Pengisian uap amonia pada tabung
spesimen dengan tekanan 11 bar

Pengkorosian spesimen dengan variasi
waktu 300 jam, 600 jam, dan 900 jam

Uji tarik

Pengukuran laju
korosi
Hasil dan pembahasan

Kesimpulan

Uji kekerasan

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

25

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian
3.2 Spesimen Uji
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah berupa plat datar stainless
steel 304 dengan tebal 1,8 mm dengan asumsi bahwa pada ketebalan tersebut
merupakan tebal minimum dari pipa sebagai bahan alat pendingin absorbsi, yang
selanjutnya dibuat menjadi spesimen pengujian tarik dan kekerasan Vickers,
ukuran benda uji yang dipergunakan pada pengujian tarik mengacu pada standar
ASTM A 370. Terdapat beberapa tahapan pembuatan dan persiapan specimen uji,
seperti cutting dies, las TIG, milling dan stamping setelah tahapan tersebut benda
uji dikelompokan dan dikorosikan berdasarkan tiga variasi waktu, 300 jam, 600
jam dan 900 jam pada media korosif amonia.

3.2.1 Spesimen Uji Tarik
Spesimen uji tarik terbuat dari plat datar stainlees steel dengan tebal 1,8 mm.
memiliki bentuk seperti persegi panjang dengan ukuran 180 mm x 20 mm
memiliki panjang pencengkaman 20 mm dan lebar penampang uji 10 mm radius
filet 25 mm, benda uji yang telah dipersiapkan melalui 4 proses yaitu cutting dies,
las TIG, milling dan stamping. Pembuatan spesimen uji tarik di Laboratorium
Bahan Teknik Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta.
Pada Gambar 3.2 menunjukkan bentuk dan ukuran benda uji tarik yang
akan digunakan. Bentuk dan ukuran yang sama juga digunakan pada benda uji
tanpa las.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

26

Gambar 3.2 Spesimen Uji Tarik

3.2.2 Spesimen Uji Vickers
Spesimen uji vickers terbuat dari plat datar stainlees steel dengan tebal 1,8
mm. memiliki bentuk seperti persegi panjang dengan ukuran 20 mm x 10 mm,
benda uji yang telah dipersiapkan melalui 4 proses yaitu cutting dies, las TIG,
resin dan poles. Pembuatan spesimen uji vickers di Laboratorium Bahan Teknik
Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta.
Pada Gambar 3.3 menunjukan bentuk dan ukuran benda uji vickers yang akan
digunakan. Bentuk dan ukuran yang sama juga digunakan pada benda uji tanpa
las.

Gambar 3.3 Spesimen Uji Vickers

3.3 Alat Pengisian Amonia

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

27

Alat pengisian ini berfungsi untuk memindahkan amonia cair menjadi amonia
murni yang berupa uap, dengan cara dipanaskan dengan kompor listrik sampai
tekanan 11 bar. Pada Gambar 3.4 menunjukan alat pengisian amonia.

5

2
3

4

6

7

1
8

Gambar 3.4 Skema alat pengisian amonia

Keterangan :
1. Generator

5. Manometer

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

2. Hopper/corong

6. Water mur

3. Kran

7. Tabung uji korosi

4. Evaporator

8. Kompor listrik

28

3.3.1 Langkah Pengisian Amonia
Berikut ini langkah – langkah yang dilakukan pada proses pengisian
amonia :
1. Alat pengisian amonia dipasang pada struktur.
2. Seluruh bagian tabung pengisian divakum dengan menggunakan
pompa vakum sampai mencapai tekanan -1 bar.
3. Amonia cair dimasukan kedalam hopper.
4. Kompor listrik dipasang pada bagian bawah generator.
5. Kompor lisrtik dihidupkan sampai panas yang dihasilkan bisa
menguapkan amonia cair dalam generator.
6. Pada saat proses penguapan setiap kenaikan tekanan periksa kebocoran
pada sambungan las dan sambungan kran dengan menggunakan air
sabun.
7. Setelah tekanan mencapai 11 bar tutup kran pada tabung spesimen dan
matikan kompor listrik.
8. Sebelum tabung spesimen dilepas usahakan tekanan pada mano meter
pada posisi 0.
9. Tabung penyimpan spesimen dilepas dengan mengendurkan water
mur.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

29

10. Tabung spesimen direndam dalam storage yang berisi air sebagai
tempat pengaman jika suatu saat terjadi kenaikan suhu yang akan
mempengaruhi tekanan dan meminimalisir bahaya kebocoran pada
tabung spesimen.
11. Proses 1 – 10 di ulangi untuk variasi waktu berikutnya.

3.4 Peralatan Pendukung
Peralatan pendukung yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
1. Pompa vakum
Pompa vakum berfungsi untuk memvakumkan alat pengisian sebelum diisi
dengan amonia cair.

Gambar 3.5 Pompa Vakum

2. Niple
Niple digunakan sebagai konektor antar pompa dan bagian generator pada
saat akan divakum.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

30

Gambar 3.6 Nepel

3. Water Test Pump
Pompa ini digunakan untuk mengetes kebocoran pada tabung pengisian
dengan menggunakan air sampai tekanan 50 bar.

Gambar 3.7 Water Test Pump

4. Kompresor
Kompresor digunakan untuk mengetes kebocoran alat pengisian dengan uji
tekan menggunakan udara sampai tekanan 5 bar.
5. Kompor Listrik

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

31

kompor listrik digunakan sebagai pemanas pada generator guna menguapkan
amonia hingga mencapai tekanan 11 bar.
6. Vernier Caliper
Vernier caliper digunakan untuk mengukur ketebalan plat stainless steel
sebelum dan sesudah dikorosikan dalam uap amonia.
7. Mesin Uji Tarik
Mesin uji tarik digunakan untuk menguji tarik spesimen yang telah
dikondisikan dalam uap amonia selama tiga variasi waktu, Mesin yang
digunakan mempunyai kapasitas 10 ton.

Gambar 3.8 Mesin Uji Tarik

9. Mesin uji vickers
Mesin uji vickers digunakan untuk menguji kekerasan spesimen stainless
steel 304 yang telah dikondisikan dalam media korosif amonia selama
tiga variasi waktu.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

32

Gambar 3.9 Mesin Uji Vickers

10. Timbangan Analitik
Alat ini berfungsi untuk menimbang berat dari benda uji yang dilakukan
sebelum dan sesudah dikondisikan dalam mendia korosif amonia.
Timbangan ini mempunyai ketelitian sampai dengan 4 digit dibelakang
koma.

Gambar 3.10 Timbangan Analitik

11. Tabung Penyimpan
Berfungsi untuk menyimpan tabung yang berisi spesimen stainless steel
304 setelah di isi amonia yang akan didiamkan selama tiga variasi waktu
300 jam, 600 jam dan 900 jam.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

33

Gambar 3.11 Tabung Penyimpan/storage

3.5 Langkah Penelitian
Metode pengumpulan data adalah cara-cara memperoleh data melalui
percobaan alat. Metode yang dipakai untuk mengumpulkan data yaitu
menggunakan metode langsung. Penulis mengumpulkan data dengan menguji
langsung alat yang telah dibuat.

3.5.1 Pengujian Tarik
Pengujian tarik dilakukan dengan masing – masing variasi waktu selama
periode Oktober 2011 – Mei 2012 di Laboratorium Bahan Teknik Fakultas Teknik
Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. Pengujian tarik menggunakan alat uji tarik
Shimadzu Servopulser yang memiliki kapasitas 10 ton.
Proses pengujian tarik, adalah sebagai berikut :
1. Siapkan specimen uji tarik yang akan diuji.
2. Hidupkan mesin uji tarik.
3. Pasang benda uji pada grip (penjepit) atas dan bawah pada mesin uji.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

34

4. Naikan atau turunkan grip bawah dengan kecepatan rendah sehingga penjepit
dalam posisi yang tepat, usahakan kedudukan benda uji benar-benar pada
keadaan vertical.
5. Kencangkan penjepit.
6. Lakukan pengaturan pada panel pengaturan sesuai dengan petunjuk.
7. Lakukan pengujian dan catat data yang tertera pada panel.

3.5.2 Pengujian Vickers
Pengujian kekerasan Vickers dilakukan dengan masing – masing variasi
waktu selama periode Oktober 2011 – Mei 2012 di Laboratorium Bahan Teknik
Fakultas

Teknik

Universitas

Negeri

Yogyakarta.

Pengujian

kekerasan

menggunakan alat uji kekerasan mikro vickers. Indentasi dilakukan dengan 3 titik
pada setiap benda uji dengan jarak 100 µm. pada spesimen stainless steel 304 las
indentasi berada pada 3 posisi berbeda yaitu base metal, HAZ dan las.

Proses pengujian vickers, adalah sebagai berikut:
1. Siapkan specimen yang telah diresin dan bersihkan pakai tisu.
2. Hidupkan mesin Vickers.
3. Pasang specimen pada mesin uji Vickers.
4. Gerakan tuas pengatur posisi specimen sampai mencapai posisi yang
tepat dengan injakan indentor penekanan.
5. Lakukan pengaturan pada panel pengaturan sesuai dengan petunjuk.
6. Lakukan pengujian dan catat data yang tertera pada panel.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

35

3.5.3 Pengukuran Laju Korosi
Pengukuran laju korosi dilakukan pada spesimen yang terlihat pada
Gambar 3.3. Pengukuran ini dilakukan selama periode Oktober 2011 – Mei 2012
di Laboratorium Kimia Analisis Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma
Yogyakarta. Sebelum pengukuran berat, spesimen dibersihkan terlebih dahulu
dari produk korosi. Pengukuran berat menggunakan timbangan analitik yang
memiliki keakuratan mencapai 0.0001 gram.

3.6 Pengolahan Data
Setelah pengambilan data maka dilakukan pengolahan data sebagai berikut :
1. Menghitung kekuatan tarik sesuai dengan Rumus (2.1).
2. Menghitung nilai kekerasan vikers sesuai dengan Rumus (2.2).
3. Menghitung laju korosi sesuai dengan Rumus (2.3)

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

36

BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengujian Tarik
Pengujian tarik spesimen dilakukan pada mesin uji tarik Shimadzu
Servopulser dengan beban yang terpasang sebesar 4 ton. Tegangan maksimum
dihitung dengan Rumus (2.1).

Tabel 4.1 Data Uji Tarik Kondisi Mula-mula (0 jam)

No
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5

Tipe
SS 304
Tanpa
Las

SS 304
Las

(mm2)
17,06
19,08
18,9
18
18,21
18
18
18
18
18

(%)
35,7
38,7
38,6
36,3
37,4
35,7
35,9
34,4
31,5
34,1

(N)
14008,68
15185,88
15146,64
14244,12
14675,76
14008,68
14087,16
13498,56
12360,6
13380,84

(MPa)
820,94
795,90
801,40
791,34
805,65
778,26
782,62
749,92
686,7
743,38

Rata-rata (MPa)

803,05

748,17

Tabel 4.2 Data Uji Tarik Kondisi Perendaman 300 jam pada Amonia

No
1
2
3
4
5

Tipe
SS 304
Tanpa
Las

(mm2)
18,21
18,36
18,36
19,8
17,49

(%)
37,2
37,8
37
40,4
35,4

(N)
14597,28
14832,72
14518,8
15852,96
13890,96

(MPa)
801,34
807,88
790,78
800,65
793,95

Rata-rata(MPa)

798,92

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

37

Tabel 4.2 Data Uji Tarik Kondisi Perendaman 300 jam pada Amonia (Lanjutan)

No
1
2
3
4
5

(mm2)

Tipe

SS 304
las

18
18
18
18
18

(%)
37,1
33,8
32
37,5
36,5

(N)
14558,04
13263,12
12556,8
14715
14322,6

(MPa)
808,78
736,84
697,6
817,5
795,7

Rata-rata (MPa)
771.28

Tabel 4.3 Data Uji Tarik Kondisi Perendaman 600 jam pada Amonia
No
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5

Tipe
SS 304
Tanpa
Las

SS 304
las

(mm2)
18,79
17,35
18,43
17,56
19,87
18
18
18
18
18

(%)
37,5
35,2
38,2
36
37,1
33,1
35,2
35,7
35,7
35,1

(N)
14715
13812,48
14989,68
14126,4
14558,04
12988,44
13812,48
14008,68
14008,68
13773,24

(MPa)
783,04
796,01
813,24
804,09
732,59
721,58
767,36
778,26
778,26
765,18

Rata-rata (MPa)

785,79

762,12

Tabel 4.4 Data Uji Tarik Kondisi Perendaman 900 jam pada Amonia
No
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5

Tipe
SS 304
Tanpa
Las

SS 304
las

(mm2)
18,21
16,56
18,61
18,82
19,69
18
18
18
18
18

(%)
37
36,2
37,7
38,4
40,3
36,3
32
35,2
35,9
35,9

(N)
14518,8
14204,88
14793,48
15068,16
15813,72
14244,12
12556,8
13812,48
14087,16
14087,16

(MPa)
797,03
857,78
794,83
800,30
803,05
791,34
697,6
767,36
782,62
782,62

Rata-rata (MPa)

810,6

764,3

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

38

900

Kekuatan Tarik MPa

800
700
600
500
400

SS 304 Tanpa Las

300

SS 304 Las

200
100
0
0

300

600

900

Waktu Perendaman (jam)

Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Kekuatan Tarik SS 304 Terhadap Waktu
Perendaman

Setelah dilakukan perhitungan kekuatan tarik pada masing-masing sampel
benda uji dari kondisi mula-mula sampai pada kondisi pengkorosian sesuai variasi
yang sudah ditentukan dan dengan melihat Gambar 4.1 dapat diketahui pengaruh
amonia murni terhadap kekuatan tarik stainless steel 304.
Stainless Steel 304 tanpa las mengalami perubahan nilai kekuatan tarik setelah
dikorosikan pada uap amonia. Kekuatan tarik terendah terjadi pada kondisi
perendaman 600 jam sebesar 785,79 MPa dan kekuatan tarik tertinggi pada
kondisi perendaman 900 jam sebesar 810,60 MPa dibandingkan kondisi bahan
tanpa media korosif amonia dengan kekuatan tarik sebesar 803,05 MPa. Untuk
kekuatan las stainless steel 304 mengalami peningkatan kekuatan tarik setelah
dikorosikan pada uap amonia. Kekuatan tarik tertinggi terjadi pada kondisi
perendaman 300 jam yaitu sebesar 771,28 MPa. dibanding dengan kekuatan tarik

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

39

pada kondisi bahan tanpa media korosif amonia dengan kekuatan tarik 748,15
MPa.
Kondisi pengkorosian 300 jam, 600 jam dan 900 jam pada media korosif
amonia tidak menyebabkan perubahan kekuatan tarik yang signifikan terhadap
stainless steel 304, hal ini disebabkan karena media korosif amonia yang ber
interaksi dengan permukaan stainless steel 304 tanpa las dan stainless steel las
belum begitu besar membentuk sel korosi mikro yang bersifat elektrokimia merata
keseluruh permukaan spesimen.

4.1 Pengujian Vickers
Pengujian kekerasan dilakukan dengan beban indentasi 100 gram, waktu
penahanan 30 detik dan jarak antar indentasi 100 μm. nilai VHN didapat secara
otomatis berdasarkan mesin uj