penggunaan tiourea sebagai inhibitor korosi baja … · 2017-03-01 · penggunaan tiourea sebagai...
TRANSCRIPT
i
PENGGUNAAN TIOUREA SEBAGAI INHIBITOR KOROSI
BAJA KARBON API 5L X65 DALAM LARUTAN
NATRIUM KLORIDA PADA SUHU 45oC
SKRIPSI
Diajukan kepada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Negeri Yogyakarta untuk Memenuhi Sebagian
Persyaratan guna Memperoleh Gelar
Sarjana Sains Kimia
Oleh:
Ratna Setyawati
12307141011
PROGRAM STUDI KIMIA
JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
2016
v
MOTTO
Dan orang-orang yang mengambil perlindungan selain Allah (berkata): “Kami
tidak menyembah mereka melainkan supaya mereka mendekatkan kami kepada
Allah dengan sedekat-dekatnya. (Q.S. Az-Zumar : 3)
Ya Tuhan kami, berikanlah rahmat kepada kami dari sisi-Mu dan sempurnakanlah
petunjuk yang lurus bagi kami dalam urusan kami. (Q.S. Al-Kahf : 10)
Dan bahwasanya seorang manusia tiada memperoleh selain apa yang telah
diusahakan. (Q.S. An-Najm : 39)
vi
PERSEMBAHAN
Skripsi ini saya persembahkan untuk:
- Orang tua tercinta (Muhasim dan Sartini Astuti)
- Adik-adik tersayang (Khunafa Khoiriyah dan Shofiyatun Rhokhima)
- Sahabat-sahabatku (Empi, Asri, Vina, Fitri, Nana, Nisa, Rifa, Linna, Ninda,
Septi, dan Elsa)
vii
PENGGUNAAN TIOUREA SEBAGAI INHIBITOR KOROSI
BAJA KARBON API 5L X65 DALAM LARUTAN
NATRIUM KLORIDA PADA SUHU 45oC
Oleh:
Ratna Setyawati
12307141011
Pembimbing: Dr. P. Yatiman
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki laju korosi, efisiensi inhibisi
tiourea dan mengetahui konsentrasi tiourea yang memadai (IE ≥ 90%) pada
pengendalian korosi baja karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl 1M pada suhu
45oC.
Penelitian ini menggunakan metode kehilangan berat (weight loss).
Sampel baja karbon API 5L X65 dipaparkan dalam larutan NaCl 1 M tanpa dan
dengan penambahan tiourea. Konsentrasi tiourea yang ditambahkan berturut-turut
adalah 15, 25, 100, 300, 500, 700, 1000, dan 1100 ppm dan waktu pemaparan
adalah 1, 3, 6, 18, 24, dan 30 jam. Sebelum dipaparkan sampel dipoles
menggunakan kertas silikon karbida 200, 800 dan 1500 grit dan dicuci dengan
etanol 10%, dikeringkan dan dipaparkan dalam larutan uji pada suhu 45oC.
Sampel dikarakterisasi menggunakan Difraktometer Sinar-X (XRD),
Spektrofotometer FTIR, dan fotomikroskopi sebelum dan sesudah pemaparan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa laju korosi baja karbon API 5L X65
dalam larutan NaCl 1 M pada suhu 45oC menurun seiring dengan bertambahnya
konsentrasi tiourea dan waktu pemaparan. Konsentrasi tiourea yang memadai
sebagai inhibitor korosi baja karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl 1 M pada
suhu 45oC adalah 1100 ppm pada waktu pemaparan 6 jam (EI = 91,91%) dan 500
ppm pada waktu pemaparan 30 jam (EI = 92,86%).
Kata kunci: tiourea, inhibitor korosi, baja karbon API 5L X65, natrium klorida,
metode kehilangan berat
viii
APPLICATION OF THIOUREA AS CORROSION INHIBITOR OF
API 5L X65 CARBON STEEL IN SODIUM CHLORIDE SOLUTION AT
45oC
By:
Ratna Setyawati
12307141011
Supervisor: Dr. P. Yatiman
ABSTRACT
This research aimed to investigate corrosion rates, inhibition efficiency of
thiourea, and determine the adequate concentration of thiourea (IE ≥ 90%) in
controlling corrosion of API 5L X65 carbon steel in 1 M NaCl solution at 45oC.
This research used weight-loss method. The samples of API 5L X65
carbon steel immersed in to NaCl solution of 1 M without and with thiourea
inhibitor. The concentrations of thiourea were 15, 25, 100, 300, 500, 700, 1000,
and 1100 ppm and immersion times were 1, 3, 6, 18, 24, and 30 hours,
respectively. Prior to all measurements, the samples were mechanically polished
with 200, 800, and 1500 grades of silicon carbide papers and degreased with
ethanol of 10% and dried; then before they were immersed into test solutions. The
samples were characterized by using X-ray diffraction (XRD), Fourier Transform
Infra Red (FTIR) Spectrophotometer, and photomicroscopy before and after
immersion into the test solutions.
The results showed that corrosion rates of API 5L X65 carbon steel in 1 M
NaCl solution at temperature of 45oC decreased with the increasing concentration
of thiourea and immersion time. The adequate concentration of thiourea as
corrosion inhibitor of API 5L X65 carbon steel in 1 M NaCl solution at 45oC was
1100 ppm at immersion time of 6 hours (IE = 91.91%) and 500 ppm of thiourea at
immersion time of 30 hours (IE = 92.86%).
Keywords: thiourea, corrosion inhibitor, API 5L X65 carbon steel, sodium
chloride, weight-loss method
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan
karunia-Nya sehingga penulisan skripsi dengan judul “Penggunaan Tiourea
sebagai Inhibitor Korosi Baja Karbon API 5L X65 dalam Larutan Natrium
Klorida pada Suhu 45oC” dapat diselesaikan.
Penulis menyadari bahwa dalam penelitian dan penulisan skripsi ini
membutuhkan banyak bimbingan dan bantuan baik secara langsung maupun tidak
langsung dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis
mengucapkan terima kasih secara tertulis kepada:
1. Prof. Dr. Rochmat Wahab, M.Pd., MA., selaku Rektor Universitas Negeri
Yogyakarta.
2. Dr. Hartono selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Negeri Yogyakarta.
3. Jaslin Ikhsan, Ph.D. selaku Koordinator Tugas Akhir Skripsi dan Ketua
Jurusan Pendidikan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Negeri Yogyakarta.
4. Dr. P. Yatiman selaku Dosen Pembimbing yang telah mengarahkan,
membimbing, memberi nasehat dari awal sampai akhir penulisan skripsi ini.
5. Dr. Isana SYL, M.Si selaku Penguji Utama yang telah memberikan saran dan
pertanyaan guna memperbaiki skripsi.
6. Heru Pratomo Al, M.Si selaku Penguji Pendamping yang telah memberikan
saran dan pertanyaan guna memperbaiki skripsi.
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL.................................................................................................i
HALAMAN PERSETUJUAN.................................................................................ii
HALAMAN PENGESAHAN................................................................................iii
HALAMAN PERNYATAAN................................................................................iv
HALAMAN MOTTO..............................................................................................v
HALAMAN PERSEMBAHAN.............................................................................vi
ABSTRAK.............................................................................................................vii
ABSTRACT..........................................................................................................viii
KATA PENGANTAR............................................................................................ix
DAFTAR ISI...........................................................................................................xi
DAFTAR TABEL.................................................................................................xiv
DAFTAR GAMBAR.............................................................................................xv
DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................xvii
BAB I PENDAHULUAN........................................................................................1
A. Latar Belakang Masalah......................................................................................1
B. Identifikasi Masalah............................................................................................3
C. Batasan Masalah..................................................................................................3
D. Rumusan Masalah...............................................................................................4
E. Tujuan Penelitian.................................................................................................4
F. Manfaat Penelitian...............................................................................................5
xii
BAB II TINJAUAN PUSTAKA..............................................................................6
A. Deskripsi Teori....................................................................................................6
1. Baja Karbon...................................................................................................6
2. Korosi Baja Karbon dalam Larutan Natrium Klorida...................................7
3. Inhibitor Organik...........................................................................................8
4. Tiourea.........................................................................................................10
5. Difraksi Sinar-X..........................................................................................11
6. Spektroskopi Inframerah.............................................................................13
B. Penelitian yang Relevan....................................................................................14
C. Kerangka Berpikir.............................................................................................15
BAB III METODE PENELITIAN.........................................................................17
A. Subjek dan Objek Penelitian.............................................................................17
B. Variabel Penelitain............................................................................................17
C. Alat dan Bahan Penelitian.................................................................................17
D. Tempat Penelitian..............................................................................................18
E. Prosedur Penelitian............................................................................................19
F. Analisis Data.....................................................................................................21
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN...............................................................23
A. Hasil Penelitian..................................................................................................23
B. Pembahasan.......................................................................................................28
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.................................................................42
A. Kesimpulan........................................................................................................42
B. Saran .................................................................................................................43
xiii
DAFTAR PUSTAKA............................................................................................44
LAMPIRAN...........................................................................................................48
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 1.
Tabel 2.
Tabel 3.
Tabel 4.
Daerah Spesifik Spektrum Inframerah Senyawa Tiourea...............
Hasil Uji Korosi Baja Karbon API 5L X65 dalam Larutan NaCl
1 M Tanpa dan dengan Penambahan Tiourea pada Suhu 45oC
dan Waktu Pemaparan 6 Jam..........................................................
Hasil Uji Korosi Baja Karbon API 5L X65 dalam Larutan NaCl
1 M Tanpa dan dengan Penambahan Tiourea 500 ppm pada Suhu
45oC dalam Berbagai Waktu Pemaparan........................................
Data Hasil Puncak-Puncak Serapan................................................
14
23
24
39
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.
Gambar 2.
Gambar 3.
Gambar 4.
Gambar 5.
Gambar 6.
Gambar 7.
Gambar 8.
Struktur Tiourea.........................................................................
Difraksi Sinar-X menurut Hukum Bragg...................................
Difraktogram: (a). Baja Karbon API 5L X65 Sebelum
Pemaparan (Blanko) (b). Baja Karbon API 5L X65 dalam
Larutan NaCl 1 M pada Suhu 45oCdan Waktu Pemaparan 30
Jam (c). Baja Karbon API 5L X65 dalam Larutan NaCl 1 M
dengan Penambahan Tiourea 500 ppm pada Suhu 45oC dan
Waktu Pemaparan 30 Jam..........................................................
Spektra Inframerah (FTIR): (a) Senyawa Tiourea (b) Tiourea
+ FeSO4 (1 : 1) (c) Serbuk Lapisan Pelindung Baja Karbon
API 5L X65 dalam Larutan NaCl 1M dengan Penambahan
Tiourea 500 ppm pada suhu 45oC dan Waktu Pemaparan 30
Jam..............................................................................................
Foto Mikroskopi dengan Perbesaran 1000 Kali pada
Permukaan Sampel Baja API 5L X65 Sebelum Pemaparan
(Blanko)......................................................................................
Foto Mikroskopi dengan Perbesaran 1000 Kali pada
Permukaan Sampel Baja Karbon API 5L X65 yang
Dipaparkan dalam Larutan NaCl 1 M pada Suhu 45oC dan
Waktu Pemaparan 30 Jam. ........................................................
Foto Mikroskopi dengan Perbesaran 1000 Kali pada
Permukaan Sampel Baja Karbon API 5L X65 yang
Dipaparkan dalam Larutan NaCl 1 M dengan Penambahan
500 ppm Tiourea pada Suhu 45oC dan Waktu Pemaparan 30
Jam..............................................................................................
Grafik Laju Korosi Baja Karbon API 5L X65 dalam Larutan
NaCl 1 M pada Suhu 45oC dengan Berbagai Konsentrasi
Tiourea dan Waktu Pemaparan 6 Jam........................................
10
12
25
26
27
27
28
30
xvi
Gambar 9.
Gambar 10.
Gambar 11.
Gambar 12.
Grafik Hubungan Laju Korosi Baja Karbon API 5L X65
dalam larutan NaCl 1 M pada Suhu 45oC dalam Berbagai
Waktu Pemaparan (a) Tanpa Penambahan Tiourea (b) dengan
Penambahan Tiourea 500 ppm...................................................
Grafik Hubungan Efisiensi Inhibisi dengan Penambahan
Konsentrasi Tiourea pada Korosi Baja Karbon API 5L X65
dalam larutan NaCl 1 M pada Suhu 45oC dan Waktu
Pemaparan 6 Jam........................................................................
Grafik Hubungan Efisiensi Inhibisi dengan Variasi Waktu
Pemaparan pada Korosi Baja Karbon API 5L X65 dalam
Larutan NaCl 1 M dengan Penambahan Tiourea 500 ppm
pada Suhu 45oC..........................................................................
Bidang-bidang kisi (110, 200, dan 211) pendifraksi pada kisi
logam besi (kubus berpusat badan, bcc).....................................
31
33
35
36
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1.
Lampiran 2.
Lampiran 3.
Lampiran 4.
Lampiran 5.
Lampiran 6.
Lampiran 7.
Lampiran 8.
Prosedur Kerja..........................................................................
Perhitungan Larutan Uji...........................................................
Hasil Uji Korosi........................................................................
Perhitungan Laju Korosi Baja Karbon API 5L X65 dalam
larutan NaCl 1M Tanpa dan dengan Penambahan Tiourea
pada Suhu 45oC........................................................................
Perhitungan Efisiensi Inhibisi Tiourea terhadap Baja Karbon
API 5L X65 dalam Larutan NaCl 1M pada Suhu 45oC...........
Difraktogram............................................................................
Spektra IR.................................................................................
Foto Mikroskopi Menggunakan Mikroskop dengan
Perbesaran 1000 kali.................................................................
49
52
55
58
76
88
91
94
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Korosi adalah gejala yang timbul secara alami, pengaruhnya dialami oleh
hampir semua zat dan diatur oleh perubahan-perubahan energi. Korosi
merupakan penurunan mutu logam akibat reaksi elektrokimia dengan lingkungan
sekitarnya (Trethewey and Chamberlain, 1991: 17 - 25). Logam banyak
digunakan dalam berbagai bidang dalam kehidupan manusia. Selain tidak tembus
cahaya dan mengkilap, logam mempunyai sifat-sifat khusus seperti ulet dan
menghantarkan panas serta listrik (Trethewey and Chamberlain, 1991: 29). Sifat-
sifat logam yang khusus tersebut dapat digunakan dalam berbagai aplikasi
kehidupan manusia, misalnya di industri minyak bumi dan gas alam. Logam yang
sering digunakan yaitu baja karbon API L X65 sebagai pipa penyalur minyak
bumi dan gas alam.
Baja mempunyai beberapa kelebihan di antaranya adalah mudah ditempa
untuk baja karbon rendah, sedangkan untuk baja karbon tinggi mempunyai sifat
susah dibengkokkan, dilas dan dipotong (Imelda Akmal, 2009: 5). Namun, sifat
baja sangat tergantung pada unsur-unsur yang terkandung dalam baja, baja
karbon biasanya mempunyai beberapa kekurangan (Hari Amanto dan Daryanto,
1999: 22). Telah diketahui bahwa, baja dapat mengalami korosi. Lingkungan
sekitar yang dapat menyebabkan korosi terdiri atas asam dan garam, seperti
larutan asam klorida (HCl) dan natrium klorida (NaCl) (Desi Mitra Sari, Sri
Handani, dan Yuli Yetri, 2013). Ion Cl- yang berada dalam larutan natrium
klorida dapat menyerang lapisan baja karbon dan menyebabkan terjadinya korosi.
2
Pipa penyalur bawah laut yang terbuat dari baja sangat susah terhindar dari
korosi, karena lingkungan laut yang sangat korosif. Suhu permukaan laut berkisar
0 – 35oC dan akan bertambah seiring dengan bertambahnya kedalaman laut
(Satria Nova dan Nurul Misbah, 2012).
Faktor yang mempengaruhi laju korosi antara lain konsentrasi inhibitor,
suhu, dan waktu pemaparan (Fajar Sidiq, 2013, Yonna Ludiana dan Sri Handani,
2012). Semakin besar nilai konsentrasi inhibitor yang diberikan, maka nilai laju
korosi akan semakin menurun dan nilai efisiensi inhibisinya semakin tinggi
(Anike Malfinora, Sri Handani, dan Yuli Yetri, 2014). Kemampuan inhibitor
untuk menginhibisi diukur dari efisiensinya. Nilai efisiensi bergantung kepada
konsentrasi inhibitor yang digunakan. Hal ini terjadi karena inhibitor berperan
sebagai penghambat laju korosi (Desi Mitra Sari, Sri Handani, dan Yuli Yetri,
2013). Pengaruh suhu saat pemaparan baja karbon menunjukkan bahwa laju
korosi meningkat seiring dengan kenaikan suhu (Isdiriayani Nurdin dan Syahri,
1999).
Cara yang dapat dilakukan untuk mencegah terjadinya korosi adalah
dengan penggunaan inhibitor korosi. Salah satu inhibitor korosi adalah tiourea.
Tiourea memiliki sifat sebagai surfaktan dan konsentrasi kritis misel dari tiourea
sesuai dengan konsentrasi inhibitor dengan daya inhibisi optimal (Tety Sudiarti,
2014). Inhibitor korosi adalah suatu zat kimia yang bila ditambahkan ke dalam
suatu lingkungan, dapat menurunkan laju korosi lingkungan itu terhadap suatu
logam (Fajar Sidiq, 2013). Inhibitor dapat dibagi menjadi inhibitor anorganik dan
inhibitor organik (Roberge, 2000: 834 - 837). Inhibitor organik yang efektif yang
3
banyak digunakan adalah senyawa-senyawa organik yang mengandung
heteroatom seperti oksigen (O), nitrogen (N), belerang (S), dan ikatan rangkap di
dalam molekul-molekulnya yang memfasilitasi adsorpsi pada permukaan
logam/paduan logam. Tiourea merupakan senyawa organik yang mengandung
atom nitrogen dan atom belerang pada molekulnya.
Berdasarkan uraian di atas, perlu dilakukan penelitian penggunaan tiourea
sebagai inhibitor korosi baja karbon API 5L X65 dalam larutan natrium klorida
pada suhu 45oC pada berbagai konsentrasi tiourea dan waktu pemaparan.
B. Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka dapat diidentifikasi
masalah sebagai berikut:
1. Tipe baja karbon yang digunakan dalam pemaparan.
2. Konsentrasi larutan natrium klorida yang digunakan dalam pemaparan.
3. Waktu pemaparan baja karbon API 5L X65 dalam larutan natrium klorida.
4. Konsentrasi inhibitor tiourea yang digunakan untuk pengendalian korosi baja
karbon API 5L X65.
5. Suhu pada saat pemaparan baja karbon API 5L X65.
C. Batasan Masalah
Berdasarkan identifikasi masalah di atas, perlu pembatasan masalah
sebagai berikut:
1. Tipe baja karbon yang digunakan adalah baja karbon API 5L X65.
4
2. Konsentrasi larutan natrium klorida yang digunakan dalam pemaparan adalah
1 M.
3. Waktu pemaparan baja karbon API 5L X65 dalam larutan natrium klorida
adalah 1, 3, 6, 18, 24, dan 30 jam.
4. Konsentrasi inhibitor tiourea yang digunakan untuk menghambat korosi
adalah 15, 25, 100, 300, 500, 700, 1000, dan 1100 ppm.
5. Suhu saat pemaparan baja karbon API 5L X65 adalah 45oC.
D. Rumusan Masalah
Berdasarkan batasan masalah di atas, dapat dirumuskan masalah sebagai
berikut:
1. Berapa laju korosi baja karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl 1 M tanpa
dan dengan tiourea pada suhu 45oC?
2. Berapa efisiensi inhibisi (IE) tiourea pada korosi baja karbon API 5L X65
dalam larutan NaCl 1 M pada suhu 45oC?
3. Berapa konsentrasi tiourea dan waktu pemaparan yang memadai (IE ≥ 90 %)
pada pengendalian korosi baja karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl 1 M
pada suhu 45oC?
E. Tujuan Penelitian
Berdasarkan perumusan masalah yang telah dikemukakan, maka tujuan
dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
5
1. Mempelajari laju korosi baja karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl 1 M
tanpa dan dengan tiourea pada suhu 45oC.
2. Mengetahui efisiensi inhibisi (IE) tiourea pada korosi baja karbon API 5L
X65 dalam larutan NaCl 1 M pada suhu 45oC.
3. Menentukan konsentrasi tiourea dan waktu pemaparan yang memadai (IE ≥
90 %) pada pengendalian korosi baja karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl
1 M pada suhu 45oC.
F. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Menjelaskan korosi baja karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl 1 M tanpa
dan dengan tiourea pada suhu 45oC.
2. Memberikan penjelasan tentang efisiensi inhibisi (IE) tiourea pada korosi baja
karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl 1 M pada suhu 45oC.
3. Memberikan pengetahuan tentang konsentrasi tiourea dan waktu pemaparan
yang memadai (IE ≥ 90 %) pada pengendalian korosi baja karbon API 5L
X65 dalam larutan NaCl 1 M pada suhu 45oC.
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Deskripsi Teori
1. Baja Karbon
Baja pada dasarnya adalah paduan besi dan karbon. Di samping itu, juga
terdapat unsur- unsur campuran lainnya seperti sulfur (S), fosfor (P), silikon (Si),
dan mangan (Mn) yang jumlahnya dibatasi. Kandungan karbon di dalam baja
sekitar 0,1 - 0,7%, sedangkan unsur lainnya dibatasi persentasenya. Unsur paduan
yang bercampur di dalam lapisan baja, berguna untuk membuat baja bereaksi
terhadap pengerjaan panas atau menghasilkan sifat-sifat khusus (Hari Amanto
dan Daryanto, 1999: 22). Baja karbon dapat dikelompokkan menjadi tiga bagian
menurut kadar karbon yang dikandungnya, yaitu baja karbon rendah dengan
kadar karbon kurang dari 0,3 %, baja karbon sedang mengandung 0,3 – 0,7 %,
dan baja karbon tinggi mengandung 0,7 – 1,7 % (Smallman and Bishop, 2000:
326). Baja karbon sedang lebih kuat dan keras serta dapat dikeraskan, akan tetapi
lebih getas. Menurut Ika Marcelina, Imam Rochani, dan Heri Supomo (2012)
baja karbon API 5L X65 merupakan salah satu contoh baja karbon sedang. Baja
ini banyak digunakan pada pipa penyalur gas, air, dan minyak sebagai alat
penyalur minyak yang efisien dan ekonomis pada dunia perminyakan.
Baja karbon jenis API 5L X65 merupakan baja yang diproduksi khusus
untuk digunakan sebagai bahan pipa aliran fluida minyak bumi dan gas alam
mentah (Djaka, dkk., 2004). Baja karbon dengan spesifikasi 5L menunjukkan
jenis yang khusus digunakan untuk offshore pipeline dan spesifikasi X65
7
menunjukkan pipa bawah laut mempunyai tegangan minimum yang diijinkan
sebesar 65.000 psi atau 448 Mpa (Ika Marcelina, Imam Rochani, dan Heri
Supomo, 2012).
2. Korosi Baja Karbon dalam Larutan Natrium Klorida
Korosi adalah serangan yang bersifat merusak pada suatu logam oleh
reaksi kimia atau elektrokimia dengan lingkungannya (Trethewey and
Chamberlain, 1991: 64). Korosi merupakan proses oksidasi logam dengan
elektrolit, dimana elektrolit akan mengalami reduksi. Senyawa di alam ini yang
termasuk larutan elektrolit adalah air hujan yang bersifat asam atau air laut yang
mengandung garam (Satria Nova dan Nurul Misbah, 2012).
Larutan natrium klorida merupakan salah satu senyawa elektrolit. Larutan
yang mengandung klorida akan memberikan efek korosif yang sangat agresif
pada logam. Ion Cl- yang berada dalam larutan natrium klorida dapat menyerang
lapisan baja karbon dan menyebabkan terjadinya korosi (Satria Nova dan Nurul
Misbah, 2012).
Faktor yang dapat mempengaruhi laju korosi baja dalam larutan natrium
klorida antara lain suhu, pH, dan konsentrasi (Gogot Haryono, dkk., 2010).
Kenaikan suhu menyebabkan bertambahnya laju reaksi korosi, karena
meningkatnya difusivitas oksigen yang merupakan oksidator seiring dengan
kenaikan suhu (Isdiriayani Nurdin dan Syahri, 1999). Untuk baja karbon, laju
korosi rendah antara pH 7 sampai 13 dan akan meningkat pada pH < 7 dan pada
pH > 13 (Fajar Sidiq, 2013). Sedangkan untuk konsentrasi larutan natrium
8
klorida, semakin besar konsentrasi larutan natrium klorida maka semakin cepat
laju korosinya.
Persamaan reaksi saat baja mengalami korosi adalah sebagai berikut:
1. Oksidasi besi : e (s) e (aq) e
2. Reduksi Oksigen :
(g) (l) e
- (aq)
3. Pengendapan besi (II) hidroksida : ( ) ( )
( ) ( )
4. Pembentukan karat : ( ) ( )
( ) ( ) ( )
( )
( )
( ) ( )
(s)
3. Inhibitor Organik
Inhibitor adalah suatu zat kimia yang dapat menghambat atau
memperlambat suatu reaksi kimia (Fajar Sidiq, 2013). Inhibitor korosi merupakan
zat yang ditambahkan dalam konsentrasi kecil ke dalam media korosi dengan
menurunkan atau mencegah reaksi logam dengan media (Trethewey and
Chamberlain, 1991: 25). Sejumlah inhibitor menghambat korosi melalui cara
adsorpsi untuk membentuk suatu lapisan pelindung yang tidak nampak dengan
ketebalan beberapa molekul saja, ada pula yang karena pengaruh lingkungan
membentuk endapan yang nampak dan melindungi logam dari serangan yang
mengorosi logamnya dan menghasilkan produk yang membentuk lapisan pasif
(Fajar Sidiq, 2013).
9
Inhibitor dapat dibedakan menjadi inhibitor organik dan inhibitor
anorganik (Aidil and Shams El Din, 1972). Umumnya senyawa organik yang
dapat digunakan sebagai inhibitor adalah golongan surfaktan, polimer, dan
umumnya senyawa yang banyak mengandung atom oksigen, nitrogen, sulfur,
fosfor dan senyawa aromatik, atau senyawa yang mengandung ikatan rangkap
(Maria Erna, dkk., 2011).
Keefektivan inhibitor bergantung pada susunan kimia, struktur molekul
dan afinitasnya terhadap permukaan logam. Proses adsorpsi pada permukaan
logam akan menyebabkan terbentuknya lapisan pelindung. Inhibitor organik akan
diadsorpsi berdasarkan muatan ion inhibitor tersebut dan muatan pada permukaan
logam. Inhibitor kationik, seperti amina-amina, atau inhibitor anionik, seperti
sulfonat-sulfonat, akan diadsorpsi lebih dahulu bergantung pada apakah logam
bermuatan negatif atau positif. Kekuatan ikatan adsorpsi adalah faktor yang
dominan untuk inhibitor organik yang larut dalam air (Yatiman, 2009: 135).
Efisiensi inhibisi senyawa-senyawa organik berkaitan dengan sifat-sifat
adsorpsinya. Telah diketahui bahwa adsorpsi terutama bergantung pada adanya
elektron-elektron π dan heteroatom, yang menyebabkan adsorpsi molekul-
molekul inhibitor pada permukaan logam lebih besar (Quraishi dan Sardar,
2002). Efisiensi inhibisi dari inhibitor dihitung dengan rumus (Fayomi,
Abdulwahab, and Popoola, 2003 dan Hmamouu et al.,2012).
10
( )
(1)
dengan:
EI = efisiensi inhibisi (%)
CR tanpa inhibitor = laju korosi tanpa inhibitor (g cm-2
h-1
)
CR tanpa inhibitor = laju korosi dengan inhibitor (g cm-2
h-1
)
4. Tiourea
Tiourea merupakan senyawa dengan rumus (SC(NH2)2) yang terdiri dari
satu atom belerang dan dua atom nitrogen. Tiourea dan turunannya adalah
inhibitor korosi potensial (Salem dan Hasan, 2010).
Gambar 1. Struktur Tiourea
Tiourea dan turunannya secara luas digunakan sebagai inhibitor korosi
asam dalam operasi industri. Adanya pasangan elektron bebas dalam tiourea
memfasilitasi transfer elektron dari inhibitor dengan logam membentuk ikatan
kovalen koordinat. Senyawa belerang, seperti tiourea, adalah inhibitor korosi
yang sangat efektif untuk baja karbon API 5L X65 dalam kondisi asam karena
atom belerang mudah terprotonasi dalam larutan asam dan mendonorkan
elektron lebih kuat dari atom nitrogen (Shen et al., 2006). Atom belerang lebih
mudah teradsorpsi ke permukaan logam karena adsorpsi tergantung oleh adanya
elektron π dan heteroatom, yang mendorong adsorpsi yang lebih besar dari
11
molekul inhibitor ke permukaan logam. Tiourea akan bertindak sebagai dasar
yang cukup kuat karena atom belerang, yang berfungsi sebagai donor elektron.
Di sisi lain pada baja karbon, tiourea akan berperan seperti asam dan bertindak
sebagai aseptor elektron dengan keasaman yang lebih tinggi sesuai dengan
tingkat oksidasi yang lebih tinggi (Loto, Loto, and Popola, 2012). Efisiensi
inhibisi dari inhibitor akan semakin meningkat seiring dengan meningkatnya
konsentrasi inhibitor (Quraishi, Rawat, and Ajmal, 1998).
5. Difraksi sinar- X
Difraksi sinar-X (X-Ray Diffraction /XRD) merupakan suatu teknik
pengujian yang digunakan untuk menentukan unsur dan senyawa kimia,
struktur kristal, parameter kisi, dan volume kisi (Smallman and Bishop, 2000:
145). Difraksi sinar–X merupakan suatu teknik yang digunakan untuk
mengidentifikasi adanya fasa kristalin di dalam material/benda dan serbuk, dan
untuk menganalisis sifat-sifat struktur (seperti stress, ukuran butir, fasa
komposisi orientasi kristal, dan cacat kristal) dari tiap fasa. Metode ini
menggunakan seberkas sinar-X yang terdifraksi seperti sinar yang direfleksikan
dari setiap bidang, berturut-turut dibentuk oleh atom-atom kristal dari material
tersebut. Dengan berbagai sudut timbul, pola difraksi yang terbentuk
menyatakan karakteristik dari sampel. Susunan ini diidentifikasi dengan
membandingkannya dengan sebuah data base internasional (Zakaria, 2003).
12
Berdasarkan Hukum Bragg, jika seberkas sinar-X dijatuhkan pada
sampel kristal, maka bidang kristal itu akan membiaskan sinar-X yang memiliki
panjang gelombang sama dengan jarak antar kisi dalam kristal tersebut.
Gambar 2. Difraksi Sinar-X menurut Hukum Bragg
Suatu berkas sinar-X dengan panjang gelombang jatuh pada kristal
dengan sudut terhadap permukaan bidang kristal yang jaraknya adalah d.
Seberkas sinar pertama (I) yang mengenai atom A pada bidang pertama dan
sinar kedua (II) yang mengenai atom B pada bidang berikutnya. Interferensi
konstruktif hanya terjadi antara sinar terhambur sejajar dan beda jarak jalannya
tepat , 2 , 3 , dan seterusnya. Jadi beda jarak harus n , dengan n adalah
bilangan bulat. Kondisi ini dirumuskan oleh Bragg dalam persamaan yang
dikenal sebagai Hukum Bragg.
n = 2d sin (2)
dengan, d= beda lintasan hamburan antara atom pertama dan kedua
= sudut hamburan
n= orde bilangan bulat (n= 1, 2, 3, ......)
= panjang gelombang
(Beiser, 1992: 66 - 68)
13
6. Spektroskopi Inframerah
Bila sinar inframerah dilewatkan melalui cuplikan senyawa organik,
maka sejumlah energi/tenaga pada frekuensi tertentu diserap sedang pada
frekuensi yang lain diteruskan/ditransmisikan tanpa diserap. Molekul suatu
senyawa hanya menyerap sinar inframerah pada frekuensi tertentu jika di dalam
molekul ada transisi energi. Transisi yang terjadi di dalam serapan inframerah
berkaitan dengan perubahan-perubahan vibrasi di dalam molekul. Ikatan-ikatan
di dalam molekul mempunyai vibrasi yang berbeda sehingga dapat
diidentifikasi frekuensi-frekuensi karakteristiknya sebagai pita serapan dalam
spektrum inframerah (Hardjono Sastrohamidjojo, 1991: 45 - 46).
Senyawa organik atau anorganik yang memiliki ikatan kovalen akan
menyerap energi pada berbagai frekuensi radiasi elektromagnetik dalam daerah
spektrum inframerah. Daerah radiasi inframerah dibagi menjadi tiga yaitu
daerah inframerah dekat (1280 – 4000 cm-1
atau 0,78 – 2,5 m), daerah
inframerah tengah 4000 – 400 cm-1
atau 2,5 – 25 m) dan daerah inframerah
jauh (400 – 10 cm-1
atau 25 – 1000 m). Daerah yang paling banyak digunakan
adalah daerah inframerah tengah (Khopkar, 2003: 231).
Spektrum inframerah suatu molekul poliatom sangat rumit untuk
dianalisis setiap absorpsinya. Namun demikian, gugus fungsional untuk
molekul tampak pada daerah-daerah spesifik. Berikut adalah daerah-daerah
spesifik dalam spektrum inframerah senyawa tiourea (Sundararajan,
Senthilkumar, and Ramachandraraja, 2013) yang dapat dilihat pada Tabel 1.
14
Tabel 1. Daerah Spesifik Spektrum Inframerah Senyawa Tiourea
Gugus Fungsi Daerah sprektrum, bilangan
gelombang (cm-1
)
Regang N-H 3380
Regang N-H 3177
Deformasi N-H 1620
Regang N-C-N 1477
Regang C=S 1414
Regang C-N 730
B. Penelitian Yang Relevan
Hamdi, Taouti, and Benbertal (2015) meneliti inhibisi korosi dari baja
ringan X70 menggunakan tiourea dan zink tiosianat dalam larutan NaCl 3% pada
pH 5,5 dengan membandingkan efek penghambatan menggunakan tes
elektrokimia dan menggunakan metode Electrochemical Impedance
Spectroscopy (EIS). Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada konsentrasi
rendah tiourea tidak memberikan efisiensi inhibisi yang baik, sebaliknya garam
zink memiliki efisiensi yang baik karena ion zink mengendap dalam bentuk
hidroksida pada permukaan logam. Penambahan garam zink untuk tiourea
meningkatkan efisiensi inhibisi karena efek sinergis.
Salem Edrah dan Hasan (2010) melakukan penelitian mengenai perilaku
korosi aluminium dalam berbagai variasi konsentrasi larutan natrium hidroksida
menggunakan inhibitor berupa turunan tiourea dengan metode kehilangan berat
(weight loss). Hasil penelitian menunjukkan bahwa laju korosi aluminium
15
meningkat dengan meningkatnya konsentrasi larutan natrium hidoksida dan berat
baja secara signifikan menurun dengan penambahkan inhibitor.
Shen et al. (2006) melakukan penelitian mengenai efek inhibisi tiourea
pada korosi 2 jenis besi murni (BNIPI dan CGIPI) dalam larutan asam klorida
dengan menggunakan metode Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS)
dan metode polarisasi potensiodinamik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
efek inhibisi tiourea lebih cepat bereaksi terhadap besi BNIPI daripada besi
CGPI, hal ini disebabkan besi BNIPI memiliki ketahanan yang lebih tinggi pada
larutan asam klorida dan adanya perbedaan struktur mikro di antara kedua jenis
besi murni tersebut.
Di dalam penelitian ini tiourea digunakan sebagai inhibitor korosi baja
karbon API 5L X65 dalam larutan natrium klorida 1 M pada suhu 45oC.
Pengukuran dilakukan pada baja karbon dalam larutan natrium klorida dengan
menggunakan metode kehilangan berat (weight loss) dan membandingkan laju
korosi baja karbon tanpa dan dengan menggunakan inhibitor dalam larutan
natrium klorida. Efek inhibisi dikaji dengan menggunakan Difraktometer Sinar-X
(XRD), Spektrofotometer FTIR, dan mikroskop dengan perbesaran 1000 kali.
C. KERANGKA BERPIKIR
Logam khususnya besi dan baja banyak digunakan dalam praktik sehari-
hari, mulai dari peralatan rumah tangga, konstruksi, sampai alat-alat dalam
industri. Namun logam masih memiliki permasalahan dalam penggunannya, yaitu
korosi. Baja karbon bila berada dalam lingkungan korosif akan mengalami
16
korosi. Korosi tidak dapat dicegah tetapi lajunya dapat dikurangi. Salah satu cara
yang dapat dilakukan yaitu dengan menggunakan inhibitor korosi. Penggunaan
inhibitor merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk menghambat korosi
karena biayanya murah dan prosesnya yang sederhana.
Baja karbon API 5L X65 merupakan baja yang diproduksi khusus untuk
digunakan sebagai bahan pipa aliran fluida minyak bumi dan gas alam mentah
yang biasanya berada di bawah laut. Namun, baja karbon apabila berada dalam
lingkungan yang korosif dapat mengalami korosi. Pengendalian korosi pada pipa
aliran fluida dapat dengan menggunakan inhibitor korosi. Tiourea dapat
digunakan sebagai inhibitor korosi.
Dalam penelitian ini diselidiki laju korosi baja karbon API 5L X65 dan
efisiensi inhibisi tiourea dalam larutan 1 M NaCl tanpa dan dengan penambahan
inhibitor tiourea pada suhu 45oC. Konsentrasi inhibitor yang digunakan berturut-
turut adalah 15, 25, 100, 300, 500, 700, 1000, dan 1100 ppm dengan waktu
pemaparan 1, 3, 6, 18, 24, dan 30 jam. Untuk memperoleh laju korosi dan
efisiensi inhibisi tiourea pada baja karbon dalam larutan NaCl dengan
menggunakan metode kehilangan berat (weight loss) dan membandingkan laju
korosi baja karbon tanpa dan dengan menggunakan inhibitor dalam larutan NaCl
1 M. Karakterisasi baja karbon API 5L X65 sebelum dan sesudah uji korosi
dilakukan dengan menggunakan Difraktometer Sinar-X (XRD), Spektrofotometer
FTIR, dan mikroskop dengan perbesaran 1000 kali.
17
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Subjek dan Objek Penelitian
1. Subjek Penelitian
Subjek penelitian ini adalah korosi baja karbon API 5L X65.
2. Objek Penelitian
Objek penelitian ini adalah laju korosi, konsentrasi dan efisiensi inhibisi
tiourea pada baja Karbon API 5L X65 dalam larutan 1 M NaCl.
B. Variabel Penelitian
1. Variabel Bebas
Variabel bebas pada penelitian ini adalah konsentrasi inhibitor tiourea yaitu
15, 25, 100, 500, 700, 1000, dan 1100 ppm dan waktu pemaparan yaitu 1, 3,
6, 18, 24, dan 30 jam.
2. Variabel Terikat
Variabel terikat pada penelitian ini adalah laju korosi dan efisiensi inhibisi.
C. Alat dan Bahan Penelitian
1. Alat yang Digunakan
a. Gelas ukur
b. Tabung uji
c. Gelas Beaker
d. Labu ukur
18
e. Neraca analitik
f. Termometer
g. Pipa (selang) PVC
h. Pipet volume
i. Jangka sorong
j. Waterbath
k. Spektrofotometer FTIR (Nicolet Avatar 360, Jepang)
l. XRD (Rigaku Miniflex 600 Benchtop)
m. Mikroskop Optik (Olympus seri CH, Jepang)
2. Bahan yang digunakan
a. Baja karbon API 5L X65
b. Natrium klorida p.a (Merck)
c. Tiourea p.a (Merck)
d. Akuades
e. Etanol absolut (Merck)
f. Natrium Bikarbonat p.a (Merck)
g. Kertas silikon karbida SiC 200, 800 dan 1500 grit
D. Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia Fakultas MIPA UNY.
19
E. Prosedur Penelitian
1. Pembuatan larutan etanol 10%
a. Etanol absolut sebanyak 50 mL dimasukkan ke dalam labu ukur 500 mL.
b. Menambahkan akuades ke dalam labu ukur tersebut hingga batas.
c. Menggojok larutan tersebut hingga homogen.
2. Pembuatan larutan natrium klorida dengan penambahan inhibitor
a. Serbuk NaCl sebanyak 8,775 gram dilarutkan ke dalam akuades sebanyak
150 mLsehingga menjadi larutan NaCl dengan konsentrasi 1 M.
b. Larutan NaCl 1 M 150 mL dimasukkan ke dalam gelas beaker 250 mL.
c. Sebanyak 2,25 mg inhibitor tiourea dimasukkan kedalam larutan tersebut.
d. Larutan tersebut diaduk hingga homogen sehingga diperoleh larutan NaCl 1
M dengan konsentrrasi inhibitor 15 ppm.
e. Langkah di atas diulangi dengan penambahan inhibitor tiourea berturut-turut
3,75, 15, 45, 75, 105, 150, dan 165 mg sehingga diperoleh larutan NaCl 1 M
dengan konsentrasi inhibitor tiourea berturut-turut 25, 100, 300, 500, 700,
1000, dan 1100 ppm.
f. Setiap gelas beaker yang berisi 150 mL larutan NaCl 1 M dengan inhibitor
tiourea dibagi ke dalam tiga tabung uji yang masing-masing sebanyak 50 mL
(dibuat triplo).
3. Penentuan laju korosi dan efisiensi inhibisi tiourea dengan variasi
konsentrasi
a. Baja dipotong menjadi spesimen dengan ukuran 1,9 x 1,0 x 0,2 cm.
b. Spesimen tersebut dipoles menggunakan kertas silikon karbida 200 grit
dilanjutkan dengan kertas silikon karbida 800 dan 1500 grit.
20
c. Panjang, lebar, dan tinggi spesimen tersebut diukur menggunakan jangka
sorong.
d. Spesimen tersebut dibersihkan menggunakan etanol 10% lalu dikeringkan
dan ditimbang beratnya.
e. Spesimen dipaparkan dalam 50 mL larutan NaCl 1 M pada suhu 45oC selama
6 jam. Spesimen yang dipaparkan dalam larutan NaCl tersebut dibuat triplo.
f. Korosi yang terbentuk di permukaan spesimen dibersihkan dengan
menggunakan pasta natium bikarbonat lalu dicuci dengan menggunakan
etanol 10%.
g. Spesimen tersebut kemudian dikeringkan dan ditimbang beratnya.
h. Semua langkah di atas diulangi dengan penambahan tiourea. Variasi
konsentrasi tiourea yang ditambahkan berturut-turut adalah 15, 25, 300, 500,
700, 1000, dan 1100 ppm.
4. Penentuan laju korosi dan efisiensi inhibisi tiourea dengan variasi waktu
a. Menentukan konsentrasi tiourea yang menunjukkan efisiensi inhibisi yang
memadai (EI ≥ 90%), pada penelitian ini konsentrasi tiourea yang digunakan
adalah 500 ppm.
b. Spesimen dipoles menggunakan kertas silikon karbida 200 grit dilanjutkan
dengan kertas silikon karbida 800 dan 1500 grit.
c. Panjang, lebar, dan tinggi spesimen tersebut diukur dengan menggunakan
jangka sorong.
d. Spesimen tersebut dibersihkan dengan menggunakan etanol 10% lalu
dikeringkan dan ditimbang beratnya.
21
e. Spesimen dipaparkan dalam 50 mL larutan NaCl 1 M pada suhu 45oC selama
1 jam. Spesimen yang dipaparkan dalam larutan tersebut dibuat triplo.
f. Korosi yang terbentuk di permukaan spesimen dibersihkan dengan
menggunakan pasta natium bikarbonat lalu dicuci menggunakan etanol 10%.
g. Spesimen tersebut kemudian dikeringkan dan ditimbang beratnya.
h. Semua langkah di atas diulangi dengan penambahan tiourea 500 ppm.
i. Langkah b sampai dengan h diulangi dengan waktu pemaparan 3, 6, 18, 24,
dan 30 jam.
F. Analisis Data
1. Penentuan Laju Korosi Baja Karbon API 5L X65
Laju korosi dihitung berdasarkan metode kehilangan berat (weight loss)
dengan menggunakan rumus: (Kamal et al., 2014 dan Rajapriya, Uma, and
Rekha, 2015)
(3)
dengan,
CR : laju korosi (g cm-2
h-1
)
WB : berat spesimen sebelum dipaparkan dalam larutan uji (g)
WA : berat spesimen setelah dipaparkan dalam larutan uji (g)
A : luas permukaan spesimen (cm2)
t : waktu pemaparan (h)
22
∆x = √∑ ( )
(4)
dengan,
∆x : standar deviasi
CR sampel : laju korosi sampel (g cm-2
h-1
)
CR rata-rata : laju korosi rata-rata (g cm-2
h-1
)
N : jumlah data
2. Penentuan efisiensi inhibisi tiourea
Efisiensi inhibisi tiourea dihitung dengan rumus (Fayomi, Abdulwahab,
and Popoola, 2003 dan Hmamouu et al.,2012).
( ) ( )
(5)
dengan,
EI : efisiensi inhibisi (%)
CR tanpa inhibitor : laju korosi tanpa inhibitor (g cm-2
h-1
)
CR tanpa inhibitor : laju korosi dengan inhibitor (g cm-2
h-1
)
∆x = √∑ ( )
(6)
dengan,
∆x : standar deviasi
EI sampel : Efisiensi inhibisi sampel (g cm-2
h-1
)
EI rata-rata : Efisiensi inhibisi rata-rata (g cm-2
h-1
)
N : jumlah data
23
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian
1. Uji Korosi dengan Variasi Penambahan Tiourea
Hasil uji korosi baja karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl 1M tanpa
dan dengan penambahan tiourea pada suhu 45oC dan waktu pemaparan 6 jam
dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Uji Korosi Baja Karbon API 5L X65 dalam Larutan NaCl 1M
Tanpa dan dengan Penambahan Tiourea pada Suhu 45oCdan Waktu
Pemaparan 6 Jam
Konsentrasi
Tiourea (ppm)
Laju Korosi
(g cm-2
h-1
) Efisiensi Inhibisi (%)
Blanko 4,27 x 10-5
± 2,44 x 10-6
-
15 1,79 x 10-5
± 3,32 x 10-7
58,03 ± 0,78
25 1,98 x 10-5
± 5,60 x 10-7
53,68 ± 1,31
100 2,43 x 10-5
± 4,31 x 10-7
42,97 ± 1,01
300 2,13 x 10-5
± 4,27 x 10-7
49,97 ± 1,00
500 2,03 x 10-5
± 8,17 x 10-7
52,50 ± 1,92
700 1,70 x 10-5
± 9,25 x 10-7
60,07 ± 2,17
1000 6,95 x 10-6
± 2,61 x 10-8
83,72 ± 0,06
1100 3,45x 10-6
± 4,20 x 10-8
91,91 ± 0,10
24
2. Uji Korosi dengan Variasi Waktu
Hasil uji korosi baja karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl tanpa dan
dengan penambahan tiourea 500 ppm pada suhu 45oC dalam berbagai waktu
pemaparan dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Hasil Uji Korosi Baja Karbon API 5L X65 dalam Larutan NaCl Tanpa
dan dengan Penambahan Tiourea 500 ppm pada Suhu 45oC dalam
Berbagai Waktu Pemaparan
Waktu
Pemaparan
(jam)
Konsentrasi
Tiourea
(ppm)
Laju Korosi
(g cm-2
h-1
)
Efisiensi
Inhibisi (%)
1
0 2,58 x 10-4
± 4,95 x 10-6
-
500 1,91 x 10-4
± 3,71 x 10-6
26,05 ± 1,44
3
0 7,41 x 10-5
± 2,75 x 10-6
-
500 5,11 x 10-5
± 1,51 x 10-6
31,08 ± 2,04
6
0 4,27 x 10-5
± 2,44 x 10-6
-
500 1,91 x 10-5
± 1,26 x 10-6
55,26 ± 2,94
18
0 3,26 x 10-5
± 8,22 x 10-7
-
500 6,11 x 10-6
± 1,02 x 10-7
81,28 ± 0,31
24
0 3,15 x 10-5
± 5,16 x 10-7
-
500 3,69 x 10-6
± 9,89 x 10-8
88,27 ± 0,31
30
0 3,10 x 10-5
± 7,29 x 10-7
-
500 2,21 x 10-6
± 7,45 x 10-8
92,86 ± 0,24
25
3. Karakterisasi dengan Difraksi Sinar-X (XRD)
Hasil karakterisasi baja karbon API 5L X65 dengan Difraksi Sinar-X
(XRD) dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Difraktogram: (a). Baja Karbon API 5L X65 Sebelum Pemaparan
(Blanko) (b). Baja Karbon API 5L X65 dalam Larutan NaCl 1 M
pada Suhu 45oCdan Waktu Pemaparan 30 Jam (c). Baja Karbon
API 5L X65 dalam Larutan NaCl 1 M dengan Penambahan
Tiourea 500 ppm pada Suhu 45oC dan Waktu Pemaparan 30 Jam.
4. Karakterisasi dengan Spektrofotometer Inframerah (FTIR)
Hasil karakterisasi baja karbon API 5L X65 dengan Spektrofotometer
Inframerah (FTIR) dapat dilihat pada Gambar 4.
20 40 60 80 100 120
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
6000
(110)
(110)
(200)
(211)
(211)
(211)
(110)
inte
nsity(c
ou
nts
)
2-theta(deg)
a
b
c
26
Gambar 4. Spektra Inframerah (FTIR): (a) Senyawa Tiourea (b) Tiourea +
FeSO4 (1 : 1) (c) Serbuk Lapisan Pelindung Baja Karbon API 5L
X65 dalam Larutan NaCl 1M dengan Penambahan Tiourea 500
ppm pada suhu 45oC dan Waktu Pemaparan 30 Jam.
5. Karakterisasi dengan Mikroskop dengan Perbesaran 1000 kali
Hasil karakterisassi baja karbon API 5L X65 dengan mikroskop dengan
perbesaran 1000 kali dapat dilihat berturut-turut pada Gambar 5, 6, dan 7.
27
Gambar 5. Foto Mikroskopi dengan Perbesaran 1000 Kali pada Permukaan
Sampel Baja Karbon API 5L X65 Sebelum Pemaparan (Blanko).
Gambar 6. Foto Mikroskopi dengan Perbesaran 1000 Kali pada Permukaan
Sampel Baja Karbon API 5L X65 yang Dipaparkan dalam
Larutan NaCl 1 M pada Suhu 45oC dan Waktu Pemaparan 30
Jam.
28
Gambar 7. Foto Mikroskopi dengan Perbesaran 1000 Kali pada Permukaan
Sampel Baja Karbon API 5L X65 yang Dipaparkan dalam
Larutan NaCl 1 M dengan Penambahan 500 ppm Tiourea pada
Suhu 45oC dan Waktu Pemaparan 30 Jam.
B. Pembahasan
1. Laju Korosi Baja Karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl 1M Tanpa
dan dengan Penambahan Tiourea pada Suhu 45oC dan Berbagai Waktu
Menurut Bundjali dalam Tety Sudiarti (2014) korosi didefinisikan sebagai
berkurangnya kualitas suatu material sebagai akibat adanya interaksi dengan
lingkungan korosif yang berlangsung dalam waktu tertentu. Sampel baja karbon
API 5L X65 yang dipaparkan dalam larutan NaCl 1 M pada suhu 45oC dan waktu
pemaparan 6 jam mengalami korosi yang ditandai dengan berkurangnya massa
baja karbon API 5L X65 setelah pemaparan. Berkurangnya massa baja karbon
API 5L X65 setelah pemaparan tersebut menunjukkan berkurangnya kualitas baja
karbon API 5L X65 akibat adanya interaksi dengan larutan NaCl 1 M selama
waktu pemaparan 6 jam. Besarnya laju korosi baja karbon API 5L X65 dalam
29
larutan NaCl 1 M pada suhu 45oC dan waktu pemaparan 6 jam tanpa penambahan
tiourea adalah (4,27 x 10-5
± 2,44 x 10-6
) g cm-2
h-1
yang berarti mengalami
kerusakan akibat korosi sebesar 4,267 x 10-5
gram tiap satuan luas setiap jam.
Berdasarkan data hasil uji korosi baja karbon API 5L X65 dalam larutan
NaCl 1 M dengan penambahan tiourea pada suhu 45oC dengan waktu pemaparan
6 jam, menunjukkan bahwa laju korosi baja karbon API 5L X65 meningkat
dengan bertambahnya konsentrasi tiourea pada konsentrasi 15, 25, dan 100 ppm.
Laju korosinya berturut-turut adalah (1,79 x 10-5
± 3,32 x 10-7
), (1,98 x 10-5
±
5,60 x 10-7
), dan (2,43 x 10-5
± 4,31 x 10-7
) g cm
-2 h
-1. Pada penambahan
konsentrasi tiourea 300, 500, 700, 1000, dan 1100 ppm laju korosi baja karbon
API 5L X65 menurun. Laju korosinya berturut-turut adalah (2,13 x 10-5
± 4,27 x
10-7
), (2,03 x 10-5
± 8,17 x 10-7
), (1,70 x 10-5
± 9,25 x 10-7
), (6,95 x 10-6
± 2,61 x
10-8
), dan (3,45 x 10-6
± 4,20 x 10-8
) g cm-2
h-1
. Hubungan antara laju korosi baja
karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl 1 M pada suhu 45oC dengan berbagai
konsentrasi tiourea dan waktu pemaparan 6 jam ditunjukkan pada Gambar 8.
30
Gambar 8. Grafik Laju Korosi Baja Karbon API 5L X65 dalam Larutan NaCl
1 M pada Suhu 45oC dengan Berbagai Konsentrasi Tiourea dan
Waktu Pemaparan 6 Jam.
Grafik pada Gambar 8 menunjukkan bahwa pada konsentrasi 300 - 1100
ppm laju korosi baja karbon API 5L X65 menurun dengan bertambahnya
konsentrasi tiourea. Secara umum penambahan tiourea dapat menurunkan laju
korosi, penambahan tiourea dapat membentuk lapisan pelindung di permukaan
baja karbon API 5L X65 yang berfungsi sebagai penghalang antara logam
dengan larutan NaCl. Terbentuknya lapisan pelindung ini dapat memutus rantai
korosi dengan memisahkan logam dari media yang korosif (Febrianto, Geni
Rina, dan Sofia, 2010). Namun, pada konsentrasi tiourea rendah, yaitu
konsentrasi 15 - 100 ppm laju korosi baja karbon API 5L X65 meningkat dengan
bertambahnya konsentrasi tiourea.
Laju korosi baja karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl 1 M pada suhu
45oC diujikan dengan penambahan tiourea dengan konsentrasi 500 ppm dengan
variasi waktu pemaparan. Laju korosi baja karbon API 5L X65 dalam larutan
0 200 400 600 800 1000 1200
0,00000
0,00001
0,00002
0,00003
0,00004
0,00005
La
ju K
oro
si (g
cm
-2 h
-1)
Konsentrasi Tiourea (ppm)
31
NaCl 1 M pada suhu 45oC dalam waktu pemaparan 1, 3, 6, 18, 24, dan 30 jam
berturut-turut adalah (2,58 x 10-4
± 4,95 x 10-6
), (7,41 x 10-5
± 2,75 x 10-6
), (4,27
x 10-5
± 2,44 x 10-6
), (3,26 x 10-5
± 8,22 x 10-7
), (3,15 x 10-5
± 5,16 x 10-7
), dan
(3,10 x 10-5
± 7,29 x 10-7
) g cm-2
h-1
. Sedangkan laju korosi baja karbon API 5L
X65 dalam larutan NaCl 1 M dengan penambahan tiourea 500 ppm pada suhu
45oC dalam waktu pemaparan 1, 3, 6, 18, 24, dan 30 jam berturut-turut adalah
(1,91 x 10-4
± 3,71 x 10-6
), (5,11 x 10-5
± 1,51 x 10-6
), (1,91 x 10-5
± 1,26 x 10-6
),
( 6,11 x 10-6
± 1,02 x 10-7
), (3,69 x 10-6
± 9,89 x 10-8
), dan (2,21 x 10-6
± 7,45 x
10-8
) g cm-2
h-1
. Hubungan antara laju korosi baja karbon API 5L X65 dalam
larutan NaCl 1 M pada suhu 45oC tanpa dan dengan penambahan tiourea 500
ppm pada suhu 45oC dan berbagai waktu pemaparan ditunjukkan pada Gambar
9.
Gambar 9. Grafik Hubungan Laju Korosi Baja Karbon API 5L X65 dalam
larutan NaCl 1 M pada Suhu 45oC dalam Berbagai Waktu
Pemaparan (a) Tanpa Penambahan Tiourea (b) dengan
Penambahan Tiourea 500 ppm.
0 5 10 15 20 25 30
0,00000
0,00005
0,00010
0,00015
0,00020
0,00025
0,00030
laju
ko
rosi (g
cm
-2 h
-1)
Waktu pemaparan (jam)
a
b
32
Grafik pada Gambar 4 menunjukkan bahwa laju korosi baja karbon API
5L X65 dalam larutan NaCl 1 M pada suhu 45oC dengan penambahan tiourea
500 ppm menurun seiring dengan bertambahnya waktu pemaparan. Penurunan
laju korosi dengan waktu pemaparan yang lebih lama dalam larutan uji
disebabkan oleh pembentukan lapisan pelindung pada permukaan logam yang
bergantung pada waktu (Al-Mayouf, Al-Ameery, and Al-Suhybani, 2001).
Dengan demikian makin lama waktu pemaparan makin luas area permukaan
baja karbon yang terlindungi oleh lapisan pelindung. Hal ini sesuai dengan
pernyataan yang dikemukakan oleh Rivera-Grau, Gonzales-Rodriguez, and
Martinez (2016) bahwa peningkatan daerah permukaan baja karbon yang
terlindungi oleh penambahan inhibitor tiourea seiring dengan bertambahnya
waktu pemaparan.
2. Efisiensi Inhibisi Tiourea pada Korosi Baja Karbon API 5l X65 dalam
Larutan NaCl 1M pada Suhu 45˚C dan Berbagai Waktu
Inhibitor korosi adalah senyawa yang memiliki kemampuan sebagai
penghambat laju korosi dengan adanya proses adsorpsi pada permukaan logam.
Tiourea merupakan salah satu inhibitor organik yang molekulnya memiliki satu
atom belerang (S) dan dua atom nitrogen (N) yang berpotensi sebagai
penghambat korosi (Loto, Loto, and Popola, 2012).
Berdasarkan data hasil uji korosi baja karbon API 5L X65 dalam larutan
NaCl 1 M dengan penambahan tiourea pada suhu 45oC dengan waktu pemaparan
6 jam dapat diketahui hubungan antara konsentrasi tiourea dengan efisiensi
inhibisi. Efisiensi inhibisi semakin menurun dengan bertambahnya konsentrasi
33
tiourea yaitu pada 15, 25, dan 100 ppm dengan efisiensi inhibisi berturut-turut
adalah (58,03 ± 0,78), (53,68 ± 1,31), dan (42,97 ± 1,01)%. Sedangkan efisensi
inhibisi semakin meningkat dengan bertambahnya konsentrasi tiourea yaitu pada
300, 500, 700, 1000, dan 1100 ppm dengan efisiensi inhibisi berturut-turut
adalah (49,97 ± 1,00), (52,50 ± 1,92), (60,07 ± 2,17), (83,72 ± 0,06), dan (91,91
± 0,10)%.
Hubungan antara efisiensi inhibisi dan penambahan konsentrasi tiourea
pada korosi baja karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl 1 M pada suhu 45oC
dan waktu pemaparan 6 jam ditunjukkan pada Gambar 10.
Gambar 10. Grafik Hubungan Efisiensi Inhibisi dengan Penambahan
Konsentrasi Tiourea pada Korosi Baja Karbon API 5L X65
dalam larutan NaCl 1 M pada Suhu 45oC dan Waktu Pemaparan
6 Jam.
Grafik pada Gambar 10 menunjukkan bahwa tiourea menghambat korosi
baja karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl 1 M pada semua konsentrasi yang
0 200 400 600 800 1000 1200
40
50
60
70
80
90
100
Efis
ien
si In
hib
isi (
%)
Konsentrasi Tiourea (ppm)
34
diteliti. Senyawa tiourea menghambat korosi dengan adanya adsorpsi pada
reaksi anoda melalui elektron π dan pasangan elektron bebas dari atom nitrogen
(N) dan atom belerang (S) (Quraishi and Sardar, 2002). Hasil penelitian ini
menunjukkan bahwa pada konsentrasi tiourea rendah yaitu pada 15 ppm
menunjukkan efisiensi inhibisi yang tinggi sebesar (58,03 ± 0,78)% dan
kemudian turun pada konsentrasi 25 – 100 ppm. Hal ini sesuai dengan
pernyataan Loto, Loto, and Popola (2012) bahwa tiourea memiliki efisiensi
inhibisi tinggi pada konsentrasi rendah dan kehilangan efisiensi inhibisi pada
konsentrasi yang lebih tinggi. Efisiensi inhibisi kembali naik seiring
bertambahnya konsentasi tiourea. Efisiensi inhibisi pada penambahan
konsentrasi tiourea 1100 ppm dan waktu pemaparan 6 jam mencapai (91,91 ±
0,10) %.
Efisiensi inhibisi tiourea dengan konsentrasi 500 ppm dan variasi waktu
pemaparan 1, 3, 6, 18, 24, dan 30 jam berturut-turut adalah (26,05 ± 1,44),
(31,08 ± 2,04), (55,26 ± 2,94), (81,28 ± 0,31), (88,27 ± 0,31), dan (92,86 ±
0,24)%. Efisiensi inhibisi tiourea meningkat seiring dengan bertambahnya waktu
pemaparan. Hubungan efisiensi inhibisi dengan variasi waktu pemaparan pada
korosi baja karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl 1 M dengan penambahan
tiourea 500 ppm pada suhu 45oC ditunjukkan pada Gambar 11.
35
Gambar 11. Grafik Hubungan Efisiensi Inhibisi dengan Variasi Waktu
Pemaparan pada Korosi Baja Karbon API 5L X65 dalam
Larutan NaCl 1 M dengan Penambahan Tiourea 500 ppm pada
Suhu 45oC.
Berdasarkan grafik pada Gambar 116 menunjukkan bahwa kenaikan
efisiensi inhibisi dari inhibitor dapat dijelaskan berdasarkan teori adsorpsi yang
mengasumsikan bahwa inhibitor-inhibitor membentuk lapisan pelindung yang
mengakibatkan penurunan area permukaan logam yang tersedia untuk reaksi
katodik dan anodik (Singh, 1993). Semakin lama waktu pemaparan pada korosi
baja karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl 1 M dengan penambahan tiourea
500 ppm pada suhu 45oC makin tinggi efisiensi inhibisinya. Pada waktu
pemaparan 30 jam efisiensi inhibisi mencapai (92,86 ± 0,24)%.
3. Karakterisasi Baja Karbon API 5L X65 dengan Difraksi Sinar-X (XRD)
Karakterisasi baja karbon API 5L X65 dengan Difraksi Sinar-X
bertujuan untuk mengetahui ketahanan baja karbon API 5L X65 dalam media
0 5 10 15 20 25 30
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Efisie
nsi In
hib
isi (%
)
Waktu Pemaparan (jam)
B
36
korosif dengan penambahan inhibitor tiourea. Sampel yang dikarakterisasi
dengan Difraksi Sinar-X (XRD) adalah sampel baja karbon API 5L X65
sebelum pemaparan (blanko), sampel baja karbon API 5L X65 yang dipaparkan
dalam larutan NaCl 1 M tanpa penambahan tiourea dan waktu pemaparan 30
jam, dan sampel baja karbon API 5L X65 yang dipaparkan dalam larutan NaCl 1
M dengan penambahan tiourea 500 ppm pada suhu 45oC dan waktu pemaparan
30 jam.
Gambar 12. Bidang-bidang kisi (110, 200, dan 211) pendifraksi pada kisi
logam besi (kubus berpusat badan, bcc)
Gambar 12 menunjukkan bahwa pola difraksi standar dari logam besi
menunjukkan bentuk struktur kisi kubus berpusat badan atau body centred cubic
(bcc). Persentase keterisian bidang kisi oleh atom besi pada bidang (110), (200),
dan (211) berturut-turut adalah 82,25; 58,87; dan 23,55% (Bundjali, dkk., 2006).
Hal itu terlihat pada pola difraksi sinar-X baja karbon, intensitas yang terkuat
berasal dari bidang (110). Pengaruh penambahan tiourea pada korosi baja karbon
API 5L X65 dalam larutan NaCl 1 M pada suhu 45oC dan waktu pemaparan 30
37
jam dapat dilihat dari perbandingan difraktogram yang ditunjukkan pada
Gambar 3.
Difraktogram pada Gambar 3 (a) menunjukkan ada tiga puncak yang
muncul cukup kuat pada sudut θ sebesar 44, 04o untuk bidang (110), 64,54
o
untuk bidang (200), dan 81,88o unruk bidang (211). Intensitasnya berturut-turut
adalah 1038, 1022, dan 1012 counts. Hasil difraktogram tersebut sesuai dengan
yang di ungkap oleh Bundjali (2006) yang menyatakan bahwa pola difraktogram
karakteristik besi murni ditunjukkan oleh 3 puncak dengan intensitas terkuat.
Difraktogram pada Gambar 3 (b) menunjukkan bahwa baja karbon API
5L X65 pada bidang kisi (200) dan (211) terserang korosi oleh larutan NaCl 1
M. Hal itu ditunjukkan dengan tidak munculnya puncak pada bidang (200) dan
pada bidang kisi (211) puncak muncul lebih rendah dengan intensitas 709
counts.
Difraktogram pada Gambar 3 (c) menunjukkan bahwa penambahan
tiourea 500 ppm dapat melindungi baja karbon API 5L X65 dari serangan
korosi. Hal itu dapat ditunjukkan pada bidang kisi (110) dan (211) puncak
muncul lebih tinggi intensitasnya yaitu pada θ sebesar 44,53o dan 82,08
o
dengan intensitas 4256 dan 912 counts. Sedangkan pada bidang (200) puncak
tidak muncul yang menandakan bahwa pada bidang tersebut tetap terserang
korosi. Bidang (110) mempunyai persentase keterisian atom besi paling besar
yang memiliki kecenderungan terkecil tersisipi atom karbon, dimana atom
karbon akan memberikan perlindungan terhadap pelepasan atom besi (Bundjali,
38
dkk., 2006). Namun pada difraktogram menunjukkan bahwa pada bidang (110)
paling terlindungi dibandingkan bidang lainnya.
4. Karakterisasi Baja Karbon API 5L X65 dengan Spektrofotometer
Inframerah (FTIR)
Karakterisasi baja karbon API 5L X65 dengan Spektrofotometer
Inframerah bertujuan untuk mengidentifikasi gugus fungsi tiourea yang
teradsorpsi pada permukaan baja. Sampel yang dikarakterisasi dengan
Spektrofotometer Inframerah (FTIR) adalah serbuk tiourea, campuran tiourea +
FeSO4, dan hasil korosi. Perbandingan tiourea dan FeSO4 adalah 1 : 1,
sedangkan hasil korosi diperoleh dengan cara mengerok permukaan sampel baja
karbon API 5L X65 yang telah dipaparkan dalam larutan NaCl 1M pada suhu
45oC dan waktu pemaparan 30 jam. Produk korosi yang diperoleh berwarna
hitam. Hasil karakterisasi ketiga sampel tersebut dapat digunakan untuk
mengidentifikasi tiourea yang teradsorpsi pada permukaan baja karbon API 5L
X65 dengan melihat perbedaan gugus fungsi dari ketiga spektra inframerah
tersebut. Hasil karakterisasi dari ketiga sampel dapat dilihat pada Gambar 4 dan
dapat diperoleh data hasil puncak-puncak serapan dari ketiga sampel yang
ditunjukkan oleh Tabel 4.
39
Tabel 4. Data Hasil Puncak-Puncak Serapan
Gugus Fungsi Serbuk Tiourea
(cm-1
)
Tiourea +
FeSO4 (cm-1
)
Serbuk Lapisan
Pelindung (cm-1
)
Regang C=S 1414,12 1431,83 1384,38
Regang N-C-N 1469,97 1467,45 1468,21
Deformasi NH2 1618,43 1632,83 1630,95
Regang NH 3377,63 3385,03 3306,12
Tabel 4 di atas menunjukkan bahwa data hasil puncak-puncak serapan
serbuk tiourea sesuai pada bilangan gelombang 1414,12 cm-1
; 1469,97 cm-1
;
1618,43 cm-1
; dan 3377,63 cm-1
yang menunjukkan serapan gugus fungsi
berturut-turut adalah regang C=S, regang N-C-N, deformasi NH2 dan regang N-
H. Hal ini sesuai dengan penelitian Sundararajan, Senthilkumar, and
Ramachandraraja (2013). Puncak-puncak serapan pada serbuk lapisan pelindung
mengalami pergeseran pada beberapa gugus fungsi. Regang C=S mengalami
pergeseran ke bilangan gelombang yang lebih rendah yaitu dari 1414,12 cm-1
menjadi 1384,38 cm-1
sedangkan regang N-C-N mengalami sedikit pergeseran
dari 1469,97 cm-1
menjadi 1468,21 cm-1
. Hal itu menandakan bahwa gugus
fungsi regang C=S dari tiourea teradsorpsi pada permukaan baja karbon API 5L
X65 melalui atom belerang (S), dan ini sesuai dengan hasil penelitian Peigen
Cao et al. (2002). Adsorpsi tiourea pada permukaan baja karbon API 5L X65
tersebut membentuk lapisan pelindung yang melindungi baja karbon dari
serangan korosi. Lapisan pelindung tersebut terjadi karena adanya ikatan antara
40
atom S dari gugus C=S tiourea dengan Fe2+
pada permukaan baja karbon
membentuk kompleks TU - Fe2+
(Geetha, Madhavan, and Rajendran, 2013).
5. Karakterisasi Baja Karbon API 5L X65 dengan Mikroskop dengan
Perbesaran 1000 kali
Karakterisasi sampel baja karbon API 5L X65 dengan foto mikroskopi
bertujuan untuk mengetahui perbedaan permukaan baja secara mikrostruktur
pada baja yang telah dipaparkan dalam larutan NaCl 1 M pada suhu 45oC selama
30 jam. Sampel yang dikarakterisasi adalah sampel baja karbon API 5L X65
sebelum pemaparan (blanko), sampel baja karbon API 5L X65 yang dipaparkan
dalam larutan NaCl 1 M tanpa penambahan tiourea, dan sampel baja karbon
API 5L X65 dengan penambahan tiourea 500 ppm. Hasil foto mikroskopi dapat
dilihat berturut-turut pada Gambar 5, 6, dan 7.
Gambar 5 menunjukkan bahwa sampel baja karbon API 5L X65 belum
mengalami korosi. Hal itu terlihat bahwa belum ada produk korosi yang tampak
pada permukaan baja karbon tersebut. Gambar 6 menunjukkan bahwa pada
permukaan baja karbon API 5L X65 mengalami korosi setelah dipaparkan dalam
larutan NaCl 1 M pada suhu 45oC dan waktu pemaparan 30 jam. Hal ini tampak
produk korosi yang relatif merata menutupi permukaan baja karbon. Dengan
demikian baja karbon API 5L X65 mengalami korosi dalam larutan NaCl 1 M
yang bersifat korosif, karena ion Cl- bersifat agresif.
Gambar 7 menunjukkan bahwa tiourea yang ditambahkan dalam larutan
NaCl 1 M mampu memberikan perlindungan terhadap permukaan baja karbon
API 5L X65. Hal ini terlihat bahwa terdapat lapisan pelindung pada permukaan
41
sampel baja karbon API 5L X65 yang terbentuk sebagai akibat adsorpsi tiourea
pada permukaan baja karbon tersebut. Penambahan tiourea ke dalam larutan
NaCl 1 M dapat melindungi baja karbon API 5L X65 dari serangan korosi pada
suhu 45oC dan waktu pemaparan 30 jam.
42
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa:
1. Laju korosi baja karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl 1 M pada suhu 45oC
dan waktu pemaparan 6 jam adalah (4,27 x 10-5
± 2,44 x 10-6
) g cm-2
h-1
. Laju
korosi baja karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl 1 M dengan penambahan
tiourea 15, 25, 100, 300, 500, 700, 1000, dan 1100 ppm pada suhu 45oCdan
waktu pemaparan 6 jam berturut-turut adalah (1,79 x 10-5
± 3,32 x 10-7
), (1,98
x 10-5
± 5,60 x 10-7
), (2,43 x 10-5
± 4,31 x 10-7
), ( 2,13 x 10-5
± 4,27 x 10-7
),
(2,03 x 10-5
± 8,17 x 10-7
), (1,70 x 10-5
± 9,25 x 10-7
), (6,95 x 10-6
± 2,61 x
10-8
) dan (3,45x 10-6
± 4,20 x 10-8
) g cm-2
h-1
.
2. Efisiensi inhibisi (EI) tiourea pada korosi baja karbon API 5L X65 dalam
larutan NaCl 1 M dengan penambahan tiourea 15, 25, 100, 300, 500, 700,
1000, dan 1100 ppm pada suhu 45oC dan waktu pemaparan 6 jam berturut-
turut adalah (58,03 ± 0,78), (53,68 ± 1,31), (42,97 ± 1,01), (49,97 ± 1,00),
(52,50 ± 1,92), (60,07 ± 2,17), (83,72 ± 0,06) dan (91,91 ± 0,10) %.
3. Konsentrasi tiourea yang memadai (IE ≥ 90%) pada pengendalian korosi baja
karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl 1 M pada suhu 45oC adalah
penambahan tiourea 1100 ppm dan waktu pemaparan 6 jam dengan efisiensi
inhibisi 91,91% dan penambahan tiourea 500 ppm dan waktu pemaparan 30
jam dengan efisiensi inhibisi 92,86%.
43
B. SARAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat dikemukakan saran sebagai
berikut:
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk menyelidiki pengaruh
penambahan tiourea dengan konsentrasi rendah pada berbagai waktu
pemaparan.
2. Sebaiknya dalam menimbang massa baja, menggunakan neraca analitik
dengan tingkat keakuratan yang lebih tinggi (6 angka dibelakang koma dalam
satuan gram).
3. Prosedur pembersihan korosi pada baja karbon sebelum dan sesudah
pemaparan harus dipastikan benar-benar bersih dari produk korosi.
44
DAFTAR PUSTAKA
Aidil, E. and Shams El Din, A. M. (1972). Corrosion Inhibition by Naturally
Occurring Substances-I. The Effect of Hibiscus subdariffa (karkade)
Extract on the Dissolution of Al and Zn. Corrosion Science. (12). 897 -
904.
Al-Mayouf, A. M., Al-Ameery, A. K., and Al-Suhybani, A. A. (2001). Inhibition
of Type 304 Stainless Steel Corrosion in 2 M Sulfuric Acid by Some
Benzoazoles Time and Temperature Effects. Corrosion.(57). 614 – 620.
Anike Malfinora, Sri Handani, dan Yuli Yetri. (2014). Pengaruh Konsentrasi
Inhibitor Ekstrak Daun Kakao (Theobroma cacao) terhadap Laju Korosi
Baja Hardox 450. Jurnal Fisika Unand. (3). 222 - 228.
Beiser, Arthur. (1992). Konsep Fisika Modern. Jakarta: Erlangga.
Bundjali, Bunbun, Surdia, N. M., Oei Ban Liang, dan Bambang Ariwajoedi.
(2006). Pelarutan Besi Selektif pada Korosi Baja Karbon dalam Larutan
Buffer Asetat, Natrium Bikarbonat – CO2 Jenuh. PROC. ITB Sains &
Tek. (38 A). 149 – 161.
Desi Mitra Sari, Sri Handani, dan Yuli Yetri. (2013). Pengendalian Laju Korosi
Baja St-37 dalam Medium Asam Klorida dan Natrium Klorida
Menggunakan Inhibitor Ekstrak Daun Teh (Camelia sinensis). Jurnal
Fisika Unand. (3). 204 - 211.
Djaka T, Koswara, Antarikso C, dan Muslim Z.A. (2004). Disain dan Pembuatan
Baja Lembaran Panas sebagai Bahan Baku Minyak dan Gas. Proceeding
of Indonesian Pipeline Technology, ITB.
Fajar Sidiq, M. (2013). Analisa Korosi dan Pengendaliannya. Jurnal Foundry. (3).
25 - 30.
Fayomi, O. S. I., Abdulwahab, M., and Popoola, A. P. I. (2003). Electro-oxidation
Behaviour and Passivation Potential of Natural Oil as Corrosion
Inhibitor in Hydrochloric Acid Environment. Int. J. Electrochem. Sci. (8).
12088 - 12096.
Febrianto, Geni Rina Sunaryo, dan Sofia L. Butarbutar. (2010). Analisis Laju
Korosi dengan Penambahan Inibitor Korosi pada Pipa Sekunder Reaktor
RSG-GAS. Seminar Nasional VI SDM Teknologi Nuklir. 615 - 620.
Geetha M. B, Madhavan, K., and Rajendran, S. (2013). Corrosion Inhibition of
Mild Steel in Sulphuric acid Medium by Thiourea-Zn2+
System.
45
International Journal of Engineering Research & Technology. (2). 2265
– 2270.
Gogot Haryono, Bambang Sugiarto, Hanima Farid, dan Yudi Tanoto. (2010).
Ekstrak Bahan Alam Sebagai Inhibitor Korosi. Prosiding, Seminar
Nasional: Teknik Kimia FTI UPN. D09. 1 - 6.
Hamdi, A., Taouti, M. B., and Benbertal, D. (2015). Corrosion Inhibition of X70
Steel by Thiourea-Zinc Thioucyanate System in Sodium Chloride
Solution. J. Mater. Environ. Sci. (6). 93 – 100.
Hardjono Sastrohamidjojo. (1991). Spektroskopi. Yogyakarta: Liberty.
Hari Amanto dan Daryanto. (1999). Ilmu Bahan. Jakarta: PT. Bumi Aksara.
Hmamou, Ben., Salghi, R., Zarrouk, A., Hammouti, B., Al-Deyab, S.S., Zarrok,
H., Chakir,A., Bammou, L., and Bazzi, Lh. (2012). Corrosion Inhibition
of Steel in 1 M Hydrochloric Acid Medium by Chamomile Essential
Oils. Int. J. Electrochem. Sci. (7) . 2361 – 2373.
Ika Marcelina Sari Dewi, Imam Rochani, dan Heri Supomo. (2012). Studi
Perbandingan Laju Korosi dengan Variasi Cacat Coating pada Pipa Api
5L Grade X65 dengan Media Korosi NaCl. Tugas Akhir. Institut
Teknologi Sepuluh Nopember.
Imelda Akmal. (2009). Rumah Ide Baja Ringan Edisi 10/IV. Jakarta: PT.
Gramedia Pustaka Utama.
Isdiriayani Nurdin dan M. Syahri. (1999). Inhibisi Korosi Baja Karbon di dalam
Larutan Karbonat-Bikarbonat. Proc ITB. (31). 19 - 23.
Kamal, Noor Khadidjah Mustafa, Adibatul Khusna Fadzil, Karimah Kassim,
Shadatul Hanom Rashid, dan Mohd Sufri Mastuli. (2014). Sintesis,
Characterization and Corrosion Inhibition Studies of o,m,p-Decanoyl
Thiourea Derivatives on Mild Steel in 0,1 M H2SO4 Solutions. The
Malaysian Journal of Analytical Sciences. 18. 21-27.
Khopkar, S. M. (2003). Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press.
Loto, R. T., Loto, C. A., and Popola, A. P. I. (2012). Corrosion Inhibition of
Thiourea and Thiadiazole Derivates : A Review. J. Mater.
Environ.Sci.(5). 885 -894.
Maria Erna, Emriadi, Admin Alif, dan Syukri Arief. (2011). Karboksimetil
Kitosan sebagai Inhibitor Korosi pada Baja Lunak dalam Media Air
Gambut. Jurnal Matematika dan Sains. (16). 106 – 110.
46
Peigen Cao, Jianlin Yao, Bin Ren, Renao Gu, and Zhongqun Tian. (2002).
Surface-Enhanced Raman Scattering Spectra of Thiourea Adsorbed at an
Iron Electrode in NaClO4 Solution. J. Phys. Chem. B. (106). 10150 –
10156.
Quraishi, M. A and Sardar, R. (2002). Aromatic Triazoles as Corrosion Inhibitors
for Mild Steel in Acidic Environments. Corrosion. (58). 748 – 755.
Quraishi, M. A., Rawat, J., and Ajmal, M. (1998). Macrocyclic Compounds as
Corrosion Inhibitors. Corrosion. (54). 996 - 1000.
Rajapriya, V., Uma, K., and Rekha, S. (2015). Corrosion Inhibition and
Adsorption Behaviour of Thiourea and 3-Mercapto Propionic Acid on
Mild Steel in Methane Sulphonic Medium. Journal of Chemical and
Pharmaceutical Sciences. 27-30.
Roberge, P. R. (2000). Handbook of corrosion Engineering. New York: Mc
Graw-Hill.
Rivera-Grau, L. M., Gonzales-Rodriguez, J. G., and Martinez, L. (2016). Effect
ohf Hydroxyethil imidazoline and Ag Nanoparticles on the CO2 Corrosion
of Carbon Steel. Int. J. Electrochem. Sci. (11). 80 – 94.
Satria Nova M. K. dan M. Nurul Misbah. (2012). Analisi Pengaruh Salinitas dan
Suhu Air Laut Terhadap Laju Korosi Baja A36 pada Pengelasan SMAW.
Jurnal Teknik. (1). 75 – 77.
Salem Edrah dan Hasan, S. K. (2010). Studies on Thiourea Derivates as Corrosion
Inhibitor for Aluminium in Sodium Hydroxide Solution. Journal of
Applied Sciences Research. (6). 1045 – 1049.
Shen, C. B., Wang, S. G., Yang, H. Y., and Long, K. (2006). Corrosion and
Corrosion Inhibition by Thiourea of Bulk Nanocrystallized Industrial
Pure Iron in Dilute HCl Solution. Corrosion Science. (48). 1655 – 1665.
Singh, I. (1993). Inhibition of Steel Corrosion by Thiourea Derivatives.
Corrosion. (49). 473 – 478.
Smallman, R. E. and Bishop, R. J. (2000). Metalurgi Fisik Modern dan Rekayasa
Material. Jakarta: PT. Erlangga.
Sundararajan, R. S., Senthilkumar, M., and Ramachandraraja, C. (2013). Studies
on the Effect of Zinc Chloride Mixing on Bisthiourea Cadmium Chloride
Crystals. Journal of Minerals and Materials Characterization and
Engineering. (1). 315 – 320.
47
Tety Sudiarti. (2014). Tegangan Permukaan Inhibitor Korosi Baja Karbon dalam
Lingkungan Air Sadah. J. Sains Dasar. (3). 118 – 123.
Trethewey, K. R. and Chamberlain, J. (1991). Korosi Untuk Mahasiswa dan
Rekayasawan. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama.
Yatiman, P. (2009). Penggunaan Inhibitor Organik Untuk Pengendalian Korosi
Logam Dan Paduan Logam (Application Of Organic Inhibitors For
Corrosion Control Of Metals And Alloys). Prosiding, Seminar Nasional.
Yogyakarta: FMIPA UNY.
Yatiman, P., Surdia, N. M., Purwadaria, S., dan Ariwahjoedi, B. (2006). Inhibisi
Korosi Baja Karbon dalam Larutan Natrium Klorida oleh Beberapa
Senyawa Organik. Jurnal Teknologi Industri. (X). 231 - 240.
Yonna Ludiana dan Sri Handani. (2012). Pengaruh Konsentrasi Inhibitor Ekstrak
Daun Teh (Camelia sinensis) terhadap Laju Korosi Baja Karbon
Schedule 40 Grade BRW. Jurnal Fisika Unand. (1). 12 - 18.
Zakaria, (2003). Analisis Kandungan Mineral Magnetik pada Batuan Beku dari
Daerah Istimewa Yogyakarta dengan Metode X-Ray Diffraction. Skripsi.
Universitas Haluoleo.
48
LAMPIRAN
49
Lampiran 1
Prosedur Kerja
1. Pembuatan Larutan Etanol ≈ 0%
2. Pembuatan larutan natrium klorida 1 M dengan penambahan inhibitor
Menggojok larutan tersebut hingga homogen.
Menambahkan akuades kedalam labu ukur tersebut hingga batas
Memasukkan larutan etanol absolut sebanyak 50 mL ke dalam labu ukur 500 mL
Membagi larutan diatas kedalam tiga tabung uji yang masing-masing sebanyak 50 mL (dibuat triplo).
Mengulangi langkah diatas untuk konsentrasi 25, 100, 300, 500, 700, 1000, dan 1100 ppm dengan penambahan inhibitor tiourea masing-masing sebanyak 3,75,
15, 45, 75, 105, 150, dan 165 mg
Mengaduk larutan hingga homogen
Menambahkan inhibitor tiourea sebanyak 2,25 mg kedalam larutan tersebut sehingga diperoleh larutan natrium klorida 1 M dengan konsentrasi inhibitor 15
ppm
Memasukkan larutan NaCl 1 M sebanyak 150 mL kedalam gelas beaker 250 mL
50
3. Penentuan laju korosi dan efisiensi inhibisi tiourea dengan variasi konsentrasi
Mengulangi langkah diatas dengan menambahkan tiourea. Variasi konsentrasi tiourea yang ditambahkan adalah 15, 25, 300, 500, 700, 1000, dan 1100 ppm.
Mengeringkan spesimen dan menimbang beratnya
Membersihkan korosi yang terbentuk menggunakan pasta natrium bikarbonat dan mencucinya menggunakan etanol 10%
Memaparkan spesimen dalam dalam 50 mL larutan NaCl 1 M pada suhu 45oC selama 6 jam (dibuat triplo)
Membersihkan spesimen menggunakan etanol 10%, mengeringkan dan menimbang beratnya
Mengukur panjang, lebar, dan tinggi spesimen menggunakan jangka sorong
Memoles spesimen menggunakan kertas silikon karbida 200 grit dilanjutkan dengan kertas silikon karbida 800 dan 1500 grit
Memotong spesimen baja dengan ukuran 1,9 x 1,0 x 0,2 cm
51
4. Penentuan laju korosi dan efisiensi inhibisi tiourea dengan variasi waktu
mengulangi langkah b sampai dengan h dengan waktu pemaparan 3, 6, 18, 24, 30 jam.
mengulangi langkah b sampai dengan g dengan penambahan tiourea dengan konsentrasi 500 ppm
Mengeringkan spesimen dan menimbang beratnya
Membersihkan korosi yang terbentuk menggunakan pasta natrium bikarbonat dan mencucinya menggunakan etanol 10%
Memaparkan spesimen dalam dalam 50 mL larutan NaCl 1 M pada suhu 45oC selama 1 jam (dibuat triplo)
Membersihkan spesimen menggunakan etanol 10%, mengeringkan dan menimbang beratnya
Mengukur panjang, lebar, dan tinggi spesimen menggunakan jangka sorong
Memoles spesimen menggunakan kertas silikon karbida 200 grit dilanjutkan dengan kertas silikon karbida 800 dan 1500 grit
Menentukan konsentrasi tiourea yang menunjukkan efisiensi inhibisi yang memadai (EI ≥ 90%), pada penelitian ini konsentrasi tiourea yang digunakan
adalah 500 ppm
88
Lampiran 6
Difraktogram
1. Sampel Baja Karbon API 5L X65 Sebelum Pemaparan (Blanko)
Peak List General information Analysis date 2016/03/24 11:01:06 Sample name 1A Measurement date 2016/03/24 10:49:48 File name 156-xrd-2016.ras Operator administrator Comment
Measurement profile
Peak list
No. 2-theta(deg) d(ang.) Height(counts)
FWHM(deg) Int. (counts) Int. W(deg) Asym. factor
1 44.204(18) 2.0473(8) 332(18) 0.42(2) 1038 0.66(7) 0.93(17)
2 64.55(3) 1.4426(5) 269(16) 0.38(3) 1022 0.57(7) 1.5(4)
3 81.88(3) 1.1755(4) 223(15) 0.39(4) 1012 0.44(5) 1.2(4)
Meas. data:156-xrd-2016/Data 1
BG data:156-xrd-2016/Data 1
Calc. data:156-xrd-2016/Data 1
2-theta (deg)
Inte
nsity (
co
un
ts)
40 60 80 100 120
0
200
400
600
800
1000
89
2. Sampel Baja Karbon API 5L X65 yang Dipaparkan dalam Larutan NaCl 1 M Tanpa
Penambahan Tiourea dan Waktu Pemaparan 30 Jam
Peak List General information Analysis date 2016/03/24 11:21:53 Sample name 1B Measurement date 2016/03/24 11:02:28 File name 157-xrd-2016.ras Operator administrator Comment
Measurement profile
Peak list
No. 2-theta(deg) d(ang.) Height(counts)
FWHM(deg) Int. (counts) Int. W(deg) Asym. factor
1 44.7443 2.02379 11312210.789360
0.1 3121 4.81318e-005
1
2 82.4388 1.16899 26.227599 0.1 709 0.792815 1
3 98.9177 1.01363 40.316580 0.1 681 1.772352 1
Meas. data:157-xrd-2016/Data 1
BG data:157-xrd-2016/Data 1
Calc. data:157-xrd-2016/Data 1
2-theta (deg)
Inte
nsity (
co
un
ts)
40 60 80 100 120
0
1000
2000
3000
90
3. Sampel Baja Karbon API 5L X65 yang Dipaparkan dalam Larutan NaCl 1 M dengan
Penambahan Tiourea 500 ppm pada Suhu 45oC dan Waktu Pemaparan 30 Jam
Peak List General information Analysis date 2016/03/24 11:25:44 Sample name 1C Measurement date 2016/03/24 11:14:05 File name 158-xrd-2016.ras Operator administrator Comment
Measurement profile
Peak list
No. 2-theta(deg) d(ang.) Height(counts)
FWHM(deg) Int. (counts) Int. W(deg) Asym. factor
1 44.531(4) 2.03296(18) 2879(54) 0.235(3) 4256 0.292(7) 1.02(7)
2 82.08(5) 1.1731(6) 88(9) 0.33(6) 912 0.36(10) 0.5(4)
3 98.71(3) 1.0152(2) 185(14) 0.40(4) 1076 0.42(7) 1.0(3)
Meas. data:158-xrd-2016/Data 1
BG data:158-xrd-2016/Data 1
Calc. data:158-xrd-2016/Data 1
2-theta (deg)
Inte
nsity (
co
un
ts)
40 60 80 100 120
0
1000
2000
3000
4000
91
Lampiran 7
Spektra IR
1. Sampel Serbuk Tiourea
92
2. Sampel campuran tiourea + FeSO4
93
3. Sampel hasil korosi
94
Lampiran 8
Foto Mikroskopi Menggunakan Mikroskop dengan Perbesaran 1000 kali
Mikroskop yang digunakan yaitu Mikroskop merk Olympus Jepang seri CH
dilengkapi Eyepiece merk Optilab (yang disambungkan ke komputer).
1. Sampel Baja Karbon API 5L X65 Sebelum Pemaparan (Blanko)
2. Sampel Baja Karbon API 5L X65 yang Dipaparkan dalam Larutan NaCl 1 M
pada Suhu 45oC dan Waktu Pemaparan 30 Jam
95
3. Sampel Baja Karbon API 5L X65 yang Dipaparkan dalam Larutan NaCl 1 M
dengan Penambahan 500 ppm Tiourea pada Suhu 45oC dan Waktu
Pemaparan 30 Jam