001 PEMILIHAN MATERIAL ( Bapak Ir. Nizhamul Latif, M.Sc)

PEMILIHAN MATERIAL
Ketahanan korosi bukan merupakan satu-satunya
kriteria, biasanya merupakan kompromi antara
ketahanan korosi, sifat mekanik dan karakteristik
material lainnya misalnya weldability
LANGKAH-LANGKAH YANG DILAKUKAN DALAM
PEMILIHAN MATERIAL
• Mendata persyaratan-persyaratan yang harus
dipenuhi material berkaitan dengan kondisi
service dimana material digunakan
• Memilih dan mengevaluasi kandidat material
• Memilih material yang paling sesuai setelah
mempertimbangkan faktor teknis dan ekonomi.

Materials Tetrahedron
1. KOMPOSISI
KIMIA
2. PROSES
MANUFAKTUR
KUALITAS
Mikrostruktur
SIFAT-SIFAT
Properties

CHEKLIST PADA PEMILIHAN
MATERIAL
1. SYARAT-SYARAT YANG HARUS DIPENUHI
• Ketahanan korosi, sifak mekanik (terutama
kekuatan), sifat fisik dan penampakan
• Fabrikasi (kemudahan dibentuk, dilas, dsb)
• Kecocokan dengan peralatan yang ada
• Memenuhi spesifikasi
• Ketersediaan rata rancangan

2. PERTIMBANGAN-PERTIMBANGAN
DALAM PEMILIHAN MATERIAL
• Perkiraan umur pabrik atau peralatan
• Perkiraan umur pakai material
• Ketersediaan dan harga
• Konsekuensi jika terjadi kegagalan
secara safety dan economic
• Kebutuhan untuk pengujian material
• Biaya fabrikasi
• Ketahanan korosi
• Biaya untuk perawatan dan inspeksi
• Analisis ROI (return of investment)
material

INFORMASI YANG DIBUTUHKAN UNTUK
MENGESTIMASI KETAHANAN KOROSI
1. VARIABEL-VARIABEL LINGKUNGAN KOROSIF
• Konstituen utama dalam lingkungan ybs
• Pengotor (jenis dan jumlah)
• Temperatur
• pH
• Tingkat aerasi
• Laju alir fluida dan adanya pengadukan
• Tekanan

INFORMASI YANG DIBUTUHKAN UNTUK
MENGESTIMASI KETAHANAN KOROSI
2. JENIS PEMAKAIAN
• Fungsi dari peralatan/komponen
• Apakah korosi merata akan berpengaruh pada
layanan material tersebut. Apakah perubahan
ukuran/penampakan dan atau produk korosi
menjadi masalah?
• Apakah pengaruh korosi setempat (localized
corrosion) pada servis material?
• Adakah kemungkinan terjadi korosi yang
diinduksi oleh tegangan (stress corrosion
cracking)
• Apakah rancangan disain pabrik/peralatan
sesuai dengan karakteristik ketahanan korosi
material?

INFORMASI YANG DIBUTUHKAN UNTUK
MENGESTIMASI KETAHANAN KOROSI
3. PENGALAMAN
• Pernahkah material yang dipilih digunakan
dalam lingkungan yang identik dan bagaimana
performance-nya? Apabila material masih
digunakan dalam operasi, telahkah diinspeksi
keandalannya?
• Bagaimana unjuk kerjanya saat baru dan
sesudah lama digunakan?
• Apakah ada data-data corrosion test di
lapangan/pabrik?
• Pernahkan dilakukan pengujian di
laboratorium?
• Apakah literatur-literatur yang berkaitan
dengan material tersebut tersedia?

PEMILIHAN PADUAN-PADUAN LOGAM
1. BAJA KARBON
RENDAH
DAN BAJA PADUAN
• Baja karbon paduan besi yang mengandung
0,05 - 1% C
• Ketahanan korosi rendah perlu lapis lindung
(coating) yang protektif dan proteksi katodik
• Umumnya digunakan sebagai material untuk
tangki, pipelines, struktur yang tertanam dalam
tanah, tiang pancang dermaga
• Baja karbon telanjang yang digunakan untuk
pipa boiler airnya harus dideaerasi atau pH
larutan dijaga dalam selang 8-10 (basa)

1. BAJA KARBON DAN BAJA PADUAN
RENDAH
• Pasif dalam larutan aqueous yang basa
sehingga dapat digunakan untuk menangani
larutan tersebut pada temperatur kamar dan
dapat digunakan sebagai baja tulangan dalam
beton tanpa perlu di-coating
• Dalam larutan netral atau basa yang
mengandung klorida pada temperatur tinggi
dapat terserang stress corrosion cracking.
• Digunakan untuk tangki atau pipa yang
menyimpan atau mengalirkan H 2 SO 4 > 65%
pada temperatur ambient dan laju alir < 0,9
m/s.

BAJA KARBON DAN BAJA PADUAN RENDAH
(LOW ALLOY STEEL)
• Digunakan untuk tangki atau pipa yang
menyimpan atau mengalirkan H 2 SO 4 > 65% pada
temperatur ambient dan laju alir < 0,9 m/s. Laju
alir yang berlebihan atau adanya turbulensi dapat
merusak selaput protektif sulfat terjadi korosi
erosi setempat.
• Baja paduan rendah paduan besi yang
mengandung 0,05% C + unsur pemadu lainnya
hingga 2%(Cu, Ni, Si dan Cr) mempunyai
ketahanan korosi atmosferik yang tinggi
(weathering steel). Oksida besi atau karat yang
terbentuk melekat kuat pada permukaan baja
tidak perlu di-coating.

BAJA KARBON DAN BAJA PADUAN RENDAH
(LOW ALLOY STEEL)
Tidak baik digunakan untuk konstruksi di bawah
atap (sheltered) dan tempat-tempat dengan
humiditas tinggi karena uap air akan tertinggal di
permukaan logam tanpa terjadi pengeringan.

2. BAJA TAHAN KARAT
Baja tahan karat
• Paduan dengan logam dasar besi yang
mengandung > 11,5% kromium.
• Klasifikasi: FERITIK, AUSTENITIK,
DUPLEKS, MARTENSITIK DAN
PRECIPITATION HARDENING.

A. FERRITIC STAINLESS STEEL
• Kromium berfungsi sebagai ferrite
stabilizer struktur BCC
• Mudah tersensitisasi korosi
intergranular
• Tahan terhadap stress corrosion cracking
(SCC)
• Digunakan sebagai thin-wall tubing untuk
alat penukar panas pada industri-industri
kimia, perminyakan dan gas.

B. AUSTENITIC STAINLESS STEEL
• Merupakan paduan Fe-Cr yang ditambahkan Ni
(austenitic stabilizer) sehingga terbentuk baja
tahan karat (BTK) austenitik struktur FCC.
• Merupakan jenis BTK yang paling banyak
digunakan dan mempunyai ketahanan korosi
yang cukup baik.
• Untuk BTK austenitik tipe 304 penggunaan di
lingkungan laut terbatas karena dapat terjadi
korosi sumuran dan korosi celah serta rentan
terhadap SCC terutama pada T > 70 o C.

C. DUPLEKS STAINLESS STEEL
• Terdiri dari dua fasa yaitu austenite dan ferrite
• Austenite memberikan sifat ductile, ferrite
memberikan ketahanan terhadap SCC
• Unsur pemadu molibdenum memperkuat selaput
pasif dan meningkatkan ketahanan terhadap
korosi sumuran
• Dapat digunakan pada lingkungan dengan
kandungan Cl - tinggi dan pada temperatur tinggi

D. MARTENSITIC DAN PRECIPITATION
HARDENING STAINLESS STEEL
• Dipilih untuk mendapatkan material yang
mempunyai kekuatan mekanik yang tinggi
• Ketahanan korosi relatif lebih rendah dari BTK
lainnya
• Rentan terhadap hydrogen-induced cracking
(HIC)

3. PADUAN NIKEL
• Struktur kristal Ni: FCC mudah dibentuk
• Penambahan kromium membentuk selaput
pasif meningkatkan ketahanan korosi
• Umumnya digunakan pada pabrik proses kimia
dan proses penyulingan minyak
• Nikel murni: tahan dalam larutan NaOH dan KOH
pada semua konsentrasi dan temperatur.
• Paduan Ni-Cu: (misalnya paduan monel 400)
tahan dalam larutan HCl, H 3 PO 4 dan H 2 SO 4 yang
dideaerasi.

4. PADUAN TEMBAGA
• Sangat tahan dalam lingkungan atmosferik dan
lingkungan aqueous yang tidak bersifat oksidatif.
• Amonia membentuk kompleks dengan tembaga
rentan terhadap korosi merata dan SCC.
• Paduan utamanya = kuningan (brass) yang
dibentuk dengan menambahkan Zn 10-40%.
• Perunggu (bronze) = paduan tembaga yang
mengandung 8-10% timah mempunyai
ketahanan terhadap SCC yang lebih baik dari
kuningan.
• Paduan-paduan tembaga-nikel mempunyai
ketahanan korosi yang sangat baik.

5. PADUAN ALUMINIUM
• Ringan digunakan dalam industri pesawat terbang
• Mempunyai ketahanan korosi dengan membentuk
selaput pasif protektif yang stabil di udara dan di
dalam larutan netral dengan pH 4 – 8,5
• Produk korosinya tidak berwarna, tidak berasa dan
tidak beracun dan tahan digunakan dalam industri
makanan dan obat-obatan (pada pH netral)
• Dapat terkorosi dalam lingkungan yang mengandung
klorida.
• Dapat terjadi korosi galvanik bila disambungkan
dengan logam lain yang lebih nobel misalnya baja

6. PADUAN TITANIUM
• Titanium sangat reaktif, segera membentuk
selaput oksida protektif (TiO 2 ) yang melekat kuat
pada permukaan material bila terdapat oksigen
dan uap air
• Tahan dalam larutan asam dan basa yang agresif
• Digunakan juga dalam komponen-komponen
pesawat udara dan aerospace
• Tahan terhadap korosi sumuran (pitting) dan
korosi celah (crevice)
• Tidak tahan dalam HF.

7. MATERIAL DAN PADUAN LAINNYA
• Paduan kobal: mempunyai sifat mekanik
khususnya ketahanan aus yang sangat baik
pada temperatur tinggi.
• Zirconium: tahan dalam asam sulfat, nitrat
dan klorida. Tidak tahan dalam HF.
• Tantalum: tahan terhadap semua asam kuat
pada semua konsentrasi dan temperatur
hingga temperatur didih.