Karat: Teka-Teki Korosi dan Dampaknya

Perkenalan:

Karat, lapisan coklat kemerahan yang terbentuk pada logam, adalah masalah umum dan terus-menerus yang mempengaruhi berbagai macam benda dan struktur. Ini adalah bentuk korosi yang disebabkan oleh reaksi logam dengan oksigen dan kelembapan di lingkungan. Pada artikel ini, kita akan mendalami dunia karat, menelusuri penyebab, akibat, pencegahan, dan dampaknya terhadap berbagai industri dan kehidupan sehari-hari.

Kemampuan proses elektrokimia untuk memecah senyawa menjadi unsur-unsur atau membuat senyawa baru dapat bersifat destruktif sekaligus produktif. Korosi adalah hasil yang terlalu umum dari reaksi elektrokimia antara bahan dan zat di lingkungan mereka. Ini adalah salah satu peristiwa alam yang paling merusak dan mahal yang terlihat saat ini.

Memahami Karat:

Karat, yang secara ilmiah dikenal sebagai oksida besi, merupakan hasil reaksi kimia antara besi, oksigen, dan air. Ketika besi atau paduan besi terkena uap air dan oksigen, serangkaian reaksi elektrokimia terjadi, yang mengarah pada pembentukan karat. Karat merupakan zat berpori yang melemahkan struktur logam sehingga lebih rentan terhadap korosi lebih lanjut.

Penyebab dan Faktor :

Beberapa faktor berkontribusi terhadap pembentukan karat. Kehadiran kelembapan sangat penting karena memfasilitasi proses oksidasi. Oksigen bertindak sebagai katalis, mempercepat reaksi korosi. Faktor lain, seperti suhu, kelembapan, dan keasaman lingkungan, juga dapat mempengaruhi laju pembentukan karat. Misalnya, lingkungan dengan kelembapan tinggi dan air asin dapat mempercepat proses korosi.

Dampak Karat:

Karat dapat menimbulkan dampak negatif yang signifikan baik pada aspek estetika maupun fungsional. Secara estetis, karat dapat mengurangi tampilan suatu benda sehingga tampak usang, tua, dan tidak terurus. Dari segi fungsionalitas, karat melemahkan integritas struktural logam, yang menyebabkan potensi kegagalan struktural. Dalam industri seperti konstruksi, transportasi, dan infrastruktur, karat dapat membahayakan keselamatan dan umur panjang bangunan, jembatan, kendaraan, dan jaringan pipa.

Pencegahan dan Mitigasi:

Mencegah dan memitigasi karat sangat penting untuk memperpanjang umur dan menjaga fungsi benda logam. Berbagai metode dapat digunakan untuk meminimalkan atau menghambat pembentukan karat. Pelapis permukaan, seperti cat, pernis, atau pelapis khusus tahan korosi, bertindak sebagai penghalang antara logam dan lingkungan sekitarnya. Galvanisasi, yang melibatkan penerapan lapisan seng pelindung, adalah metode lain yang efektif. Pembersihan, pengeringan, dan penyimpanan benda logam secara teratur juga dapat membantu mencegah karat.

Karat dalam Kehidupan Sehari-hari:

Karat berdampak pada banyak aspek kehidupan kita sehari-hari. Dari barang-barang rumah tangga seperti peralatan dapur, perkakas, dan peralatan hingga furnitur luar ruangan dan peralatan taman, karat dapat menurunkan kualitas dan umur benda-benda tersebut. Dalam industri otomotif, karat merupakan masalah yang terus-menerus terjadi, mempengaruhi integritas struktural dan nilai jual kembali kendaraan. Selain itu, karat pada infrastruktur, seperti jembatan, jaringan pipa, dan tangki air, menimbulkan risiko keselamatan dan memerlukan upaya pemeliharaan dan perbaikan yang signifikan.

Dampak Lingkungan dan Ekonomi:

Kehadiran karat mempunyai dampak lingkungan dan ekonomi. Karat berkontribusi terhadap degradasi sumber daya logam, yang menyebabkan peningkatan konsumsi dan permintaan akan penggantinya. Produksi dan pembuangan logam serta perawatan anti karat berkontribusi terhadap pencemaran lingkungan dan limbah. Selain itu, biaya perbaikan dan penggantian objek dan infrastruktur yang terkena dampak karat merupakan beban ekonomi yang signifikan bagi individu, dunia usaha, dan pemerintah.

Apa itu korosi?

Korosi adalah proses peluruhan pada suatu bahan yang disebabkan oleh reaksi kimia dengan lingkungannya. Reaksi biasanya dalam bentuk oksidasi. Korosi logam terjadi ketika permukaan yang terbuka bersentuhan dengan gas atau cairan, dan prosesnya dipercepat oleh paparan suhu hangat, asam, dan garam. Sebagian besar logam rentan terhadap korosi, tetapi semua bahan mengalami degradasi. Misalnya, korosi pada polimer yang digunakan untuk mengisolasi lapisan pada kabel listrik telah menjadi perhatian di pesawat tua.

Baja karbon adalah bahan yang paling banyak digunakan untuk aplikasi teknik, terdiri dari sekitar 85% dari semua produksi baja setiap tahun. Meskipun baja karbon rentan terhadap korosi, baja karbon digunakan dalam segala hal mulai dari pembangkit listrik tenaga nuklir dan bahan bakar fosil hingga penyulingan minyak dan gas serta jaringan pipa.

Jenis korosi yang paling umum dihasilkan dari reaksi elektrokimia. Korosi umum terjadi ketika sebagian besar atau semua atom pada permukaan logam yang sama teroksidasi, merusak seluruh permukaan. Sebagian besar logam mudah teroksidasi: mereka cenderung kehilangan elektron menjadi oksigen (dan zat lain) di udara atau di air. Saat oksigen direduksi (memperoleh elektron), ia membentuk oksida dengan logam.

Ketika reduksi dan oksidasi terjadi pada berbagai jenis logam yang bersentuhan satu sama lain, prosesnya disebut korosi galvanik. Dalam korosi elektrolitik, yang paling sering terjadi pada peralatan elektronik, air atau uap air lainnya terperangkap di antara dua kontak listrik yang diberi tegangan listrik di antara keduanya. Hasilnya adalah sel elektrolit yang tidak diinginkan.

Ambil struktur logam seperti Patung Liberty. Itu terlihat kuat dan permanen. Seperti hampir semua benda logam, bagaimanapun, dapat menjadi tidak stabil karena bereaksi dengan zat di lingkungannya dan memburuk. Terkadang korosi ini tidak berbahaya atau bahkan bermanfaat: lapisan kehijauan yang menutupi kulit tembaga patung melindungi logam di bawahnya dari kerusakan cuaca. Di dalam patung, bagaimanapun, korosi menyebabkan kerusakan serius selama bertahun-tahun. Rangka besi dan kulit tembaganya bertindak seperti elektroda sel galvanik besar, sehingga hampir separuh rangkanya berkarat pada 1986, ulang tahun keseratus patung itu.

Perlindungan alami

Beberapa logam memperoleh kepasifan alami, atau ketahanan terhadap korosi. Ini terjadi ketika logam bereaksi dengan, atau menimbulkan korosi, oksigen di udara. Hasilnya adalah lapisan oksida tipis yang menghalangi kecenderungan logam untuk mengalami reaksi lebih lanjut. Patina yang terbentuk pada tembaga dan pelapukan bahan pahatan tertentu adalah contohnya. Perlindungan gagal jika film tipis rusak atau hancur oleh tekanan struktural — di jembatan, misalnya — atau karena tergores atau tergores. Dalam kasus-kasus seperti itu, bahan tersebut mungkin mengalami repassivate, tetapi jika itu tidak memungkinkan, hanya sebagian dari objek yang terkorosi. Kemudian kerusakannya seringkali lebih parah karena terkonsentrasi di situs-situs tersebut.

Korosi yang berbahaya dapat dicegah dengan berbagai cara. Arus listrik dapat menghasilkan film pasif pada logam yang biasanya tidak memilikinya. Beberapa logam lebih stabil di lingkungan tertentu daripada yang lain, dan para ilmuwan telah menemukan paduan seperti baja tahan karat untuk meningkatkan kinerja dalam kondisi tertentu. Beberapa logam dapat diperlakukan dengan laser untuk memberi mereka struktur non-kristal, yang tahan korosi. Dalam galvanisasi, besi atau baja dilapisi dengan seng yang lebih aktif; ini membentuk sel galvanik di mana seng terkorosi daripada besi. Logam lain dilindungi dengan elektroplating dengan logam inert atau pasif. Pelapis non-logam — plastik, cat, dan minyak — juga dapat mencegah korosi.

Klasifikasi Korosi

Korosi dapat diklasifikasikan menjadi tiga kategori berdasarkan lingkungan.

  • Korosi Atmosfer: Jenis atmosfer digambarkan sebagai pedesaan, industri, atau laut.
  • Korosi air: Pipa baja karbon digunakan untuk mengangkut air dan sering terendam air. Semakin tinggi tingkat keasaman air, semakin cepat laju serangan korosi.
  • Korosi Tanah: Laju korosi tanah pada baja karbon bervariasi. Tanah dengan kadar air tinggi, keasaman tinggi, garam terlarut tinggi, dan konduktivitas listrik tinggi adalah yang paling korosif. Pelajari cara melindungi aset baja Anda dari jenis korosi ini dengan EonCoat Weldable Coating.

Jenis Korosi

Ini adalah jenis korosi yang umum:

  • Korosi Serangan Umum: Bentuk korosi yang paling umum, korosi serangan umum dibuat oleh reaksi listrik atau elektrokimia yang memecah permukaan logam yang terbuka, menyebabkannya melemah hingga gagal.
  • Korosi Lokal: Seperti namanya, korosi lokal menyerang satu bagian logam.

Ada tiga jenis korosi lokal:

  • Pitting adalah hasil dari lubang kecil yang terbentuk di logam. Korosi daerah ini melanggar logam dan menyebabkan kegagalan.
  • Korosi celah sering terjadi di lingkungan mikro yang stagnan, seperti terletak di bawah gasket dan klem dan dapat disebabkan oleh keasaman atau penipisan oksigen di dalam celah.
  • Korosi filiform terjadi ketika air menerobos lapisan yang dilapisi atau permukaan yang dicat. Jenis korosi ini dimulai di tempat-tempat di mana ada cacat kecil pada lapisan. Akhirnya menyebar dan menyebabkan kelemahan pada struktur.
  • Korosi Galvanik: Jenis korosi ini terjadi ketika dua logam terpisah ditempatkan dalam elektrolit korosif. Ini menciptakan pasangan galvanik antara logam. Satu logam sekarang menjadi anoda, sementara yang lain menjadi katoda. Logam yang merupakan anoda sekarang terkorosi lebih cepat dari biasanya, sementara kerusakan melambat pada katoda.
  • Retak Lingkungan: Jenis korosi ini adalah hasil dari sejumlah kondisi di lingkungan, seperti suhu, bahan kimia, dan stres.

Mencegah Korosi

Ada beberapa teknik yang dapat menghentikan atau memperlambat korosi:

  • Modifikasi Lingkungan: Ini hanya mengubah lingkungan logam untuk mengurangi reaksi kimia yang tidak diinginkan, seperti membatasi kontak dengan hujan atau air laut.
  • Pemilihan Logam dan Kondisi Permukaan: Memahami penyebab korosi mengarah pada pemilihan jenis logam yang tepat. Pemantauan kondisi permukaan seperti retakan dan celah dapat mengurangi laju korosi.
  • Perlindungan Katodik: Ini adalah proses elektrokimia yang melindungi terhadap korosi galvanik (dibahas di atas). Situs anodik yang tidak diinginkan pada permukaan logam diubah menjadi situs katodik dengan menerapkan arus yang berlawanan.
  • Inhibitor Korosi: Ini adalah bahan kimia yang bereaksi dengan permukaan logam atau gas di lingkungan yang menyebabkan korosi.
  • Pelapisan: Pelapisan logam, seperti pelapisan listrik, dapat menghambat korosi dan memberikan hasil akhir yang menarik ke permukaan.
  • Pelapis: Cat dan pelapis organik lainnya dapat melindungi logam dari efek korosif gas lingkungan. Ini mungkin solusi terbaik.

Keuntungan dari Pelapisan

Ada banyak manfaat menggunakan pelapis untuk mencegah korosi. Berikut adalah beberapa alasan paling umum:

  • Pelapisan dapat diterapkan di tempat, sebagai lawan dari menggembleng.
  • Pelapisan dapat menstabilkan permukaan baja sehingga tidak akan bereaksi terhadap faktor korosif di lingkungan.
  • Pelapisan dapat menutupi substrat, tanpa meninggalkan celah untuk pembentukan korosi.
  • Pelapis berhasil digunakan dalam industri minyak dan gas, termasuk tangki penyimpanan minyak bumi dan eksterior pipa.
  • Pelapisan meminimalkan waktu henti, yang menghemat uang dalam aplikasi minyak dan gas.

Related Posts

© 2024 Perbedaannya.Com