Korosi 3

PITTING CORROSION

Pitting corrosion merupakan jenis korosi logam yang terlokalisasi dan  berpenetrasi ke bagian dalam logam dengan sudut 90^o terhadap permukaan logam. Pitting corrosion disebut juga korosi sumur karena pada permukaan logam hanya berupa lubang, tetapi memanjang dan melebar ke bagian dalam logam. Pitting corrosion lebih berbahaya daripada uniform corrosion karena kecepatannya 10 – 100 kali lebih besar. 

Pitting corrosion disebabkan oleh  lingkungan (kimia) yang mengandung ion “agressive” seperti klorida, bromida, iodida, fluorida dan sulfat yang menyebabkan  kerusakan secara mekanik atau kimia pada lapisan oksida pasif. Terkelupasnya sedikit lapisan pasif rentan terhadap serangan korosi, serta lingkungan lembab dan adanya ketidakseragaman di permukaan logam, seperti goresan atau crack, juga dapat menjadi pemicu terjadinya pitting corrosion. 

Mekanisme Reaksi

Mekanisme terjadinya pitting corrosion terdiri dari beberapa tahapan, yaitu :

     Film breakdown :

     Lapisan oksida pasif pada permukaan logam mengalami kerusakan akibat serangan ion  

     Cl^-   atau secara mekanik.

      Pit initiation 

Pitting mulai terbentuk ketika potensial pitting (E_pit) kritikal. Pembentukan awal inisiasi tidak dapat diketahui dengan jelas karena kecepatan bervariasi tergantung kepada migrasi “corrodent” ke dalam dan keluar pit. Kerusakan menyebabkan lapisan menjadi 2 fasa, yaitu : lapisan dekat logam fasa kristalin dan lapisan dekat larutan fasa campuran ion logam dan ion hidroksida.  

Pit growth 

Pada tahapan ini, pada bagian pit akan terjadi reaksi oksidasi (pelarutan) logam.

Fe  ------------------  Fe²⁺ + 2e^- (dissolution of iron)

Lalu elektron yang dihasilkan akan ditransfer menuju lapisan pasif (katodik) agar terjadi reaksi katodik.

O₂ + 2H₂O + 4e^-   ------------------  4(OH^-)

Dengan adanya lapisan pasif diluar pit, logam yang terlarut tidak dapat menyebar melewati permukaan.

Muatan positif di dalam pit ion negatif, biasanya ion klorida. Reaksi autokatalitik pada pit dimulai dan berlanjut :

FeCl₂ + 2H₂O  -------------  Fe(OH)₂ + 2 HCl

  Gambar 1. Ilustrasi terjadinya pitting corrosion pada stainless steel

Pencegahan

Pitting korosi dapat terjadi pada stainless steel . Pencegahan akan terjadinya korosi pitting dapat dilakukan dengan berbagai cara. Salah satu cara pencegahan berdasarkan penelitian, pitting korosi pada stainless steel dapat dihambat dengan penambahan oksida anion (sebagai inhibitor), seperti NO₃^-, WO₄^2-, Cr₂O₇^2-, MoO₄^2-, ke dalam larutan. Penelitian dilakukan dengan menggunakan larutan 30% H₃PO₄ yang mengandung 15000 ppm NaCl. Penelitian diamati dengan menggunakan teknik polarisasi potensiodinamik dan potensiostatik. Hasil menunjukkan bahwa hampir semua aditif meningkatkan ketahanan korosi dari paduan. Ketahanan korosi dan serangan pitting tergantung pada jenis dan konsentrasi dari aditif tersebut.

 Gambar 2.  Kurva polarisasi pengaruh penambahan oksida anion (NO₃^-). 

Penambahan oksida anion lainnya akan menghasilkan kurva yang serupa

Mekanisme Inhibitor

Efek inhibitor pada korosi pitting, pada dasarnya terdapat dua mekanisme :

1. Kompetisi adsorbsi antara inhibitor dan ion agresif, dimana adsorbsi ion inhibitor ke lapisan protektif lebih dominan 
2. Bergabungnya molekul atau ion inhibitor ke lapisan pasif, untuk meningkatkan kestabilan terhadap serangan ion agresif.

Nitrate (NO₃^-)

Efek penambahan ion NO₃^- ke dalam larutan klorida pada kondisi asam meningkatkan ketahanan korosi pitting karena lapisan adsorbsi nitrogen pada lapisan oksida menghalangi adsorbsi ion klorida. Kemampuan adsorbsi nitrat sangat kuat.

Dichromate (Cr₂O₇^2-)

Pengukuran potensiodinamik Cr₂O₇^2- mengilustrasikan bahwa kemampuan proteksi SS 316 terhadap korosi akan optimal ketika konsentrasinya ~5700 ppm di dalam larutan. Ion Cr₂O₇^2- dapat teradsobsi dan  bergabung sebagai Cr₂O₃ untuk menghambat perkembangan pitting dan memperbaiki lapisan pasif.

Tungstate (WO₄^2-)

Pada larutan asam, tungsten kemungkinan menuju lapisan pasif oleh karena interaksi dengan air dan membentuk WO₃ yang tidak larut.

Molibdate (MoO₄^2-)

Berdasarkan pengukuran potensiodinamik mengilsustrasikan bahwa kemampuan proteksi optimal jika konsentrasi MoO₄^2- 5800 ppm.