Catatan Kecil - Hubungan antara Baja tahan karat Austenitik dan Korosi Retak Tegang

Hubungan antara Baja tahan karat Austenitik dan Korosi Retak Tegang

------------------------------------------------------------------------------------

Baja tahan karat di dalam dunia rekayasa material digunakan secara luas hingga sekarang dengan pengembangan-pengembangan baru. Material ini memiliki secara umum sifat ketahanan korosi yang baik di berbagai lingkungan. Ketahanan korosi ini dikarenakan adanya kandungan unsur-unsur di dalam paduan tersebut. Unsur-unsur krom (Cr) dan Nikel (Ni) merupakan unsur yang bertanggung jawab atas ketahanan korosi. Baja tahan karat dengan kandungan unsur krom lebih dari 12%wt memberikan efek ketahanan korosi. Baja tahan karat dengan unsur krom lebih dari 10%wt akan membentuk suatu lapisan oksida protektif (CrsO3) di permukaan baja untuk melindungi beberapa lingkungan korosif.

Korosi merupakan fenomena degradasi suatu material logam melalui suatu reaksi elektrokimia dengan lingkungan material berada. Reaksi elektrokimia mempunyai komponen anoda,katoda dan larutan elektrolit. Larutan elektrolit antara lain HCl,HNO3,H2SO4,MgCl2 dan sebagainya. Tiga komponen di atas akan memberikan efek korosi pada material logam. Kerugian kerusakan material akibat korosi membuat biaya produksi dan perawatan yang sangat besar sehingga pemilihan material dan cara proteksi terus dikembangkan melalui riset-riset di dunia. Di negara Amerika serikat, biaya korosi di bidang produksi dan manufaktur berkisar 17,6 milyar dolar, bidang infrastruktur 16,8 milyar dolar, utiliti berkisar 47,9 milyar dolar dan transportasi 29,7 milyar dolar.

Di sektor industri antara lain petrokimia, minyak dan gas bumi,farmasi dan lain-lain harus mengeluarkan biaya pemeliharaan untuk komponen –komponen pabriknya seperti pressure vessel, heat exchanger, pipa-pipa penyalur, coller plant dan lain-lain. Pipa-pipa penyalur Gas, air pendingin bertekanan tinggi juga menjadi persoalan jika terjadi kegagalan seperti pipa meledak atau bocor. Selain aspek korosi di lingkungan juga harus di lihat aspek internal material kemudian tekanan di dalam komponen tersebut yang bekerja pada material tersebut. 

Jenis korosi dibagi beberapa macam antara lain korosi seragam,korosi celah,korosi sumuran, korosi erosi,korosi retak tegang dan sebagainya. Korosi retak tegang merupakan kombinasi antara lingkungan korosif, beban di material logam dan internal material itu sendiri. Baja tahan karat AISI 304 merupakan material yang umumnya rentan terhadap serangan korosi retak tegang.Umumnya korosi retak tegang terdapat pada aplikasi pengelasan pipa atau komponen-komponen lainnya. 

Korosi retak tegang terjadi di lingkungan korosif khususnya MgCl2 pada suhu di atas 1000C, peran lingkungan korosif tidak terlepas dari kehadiran oksigen dan keberadaan ion asing klorida . Peran beban luar yang bekerja pada material cukup penting karena peningkatan tegangan luar akan mengurangi waktu material untuk patah. Minimal tidak boleh melebihi 70% tegangan luluh suatu material. Namun di lapangan korosi retak teganga dapat terjadi di bawah tegangan luluh. Tegangan luar dapat berupa tegangan langsung, tegangan sisa, dan tegangan akibat termal. 

Faktor metalurgi juga berperan dalam terjadinya korosi retak tegang. Kerentanan korosi ini di pengaruhi oleh komposisi kimia bulk, orientasi butir-butir, komposisi, dan distribusi presipitasi, dan dislokasi. Faktor metalurgi lainnya yaitu keberadaan krom karbida di batas butir. Baja tahan karat tipe austenitik mempunyai kerentanan terhadap proses sensitasi. Sensitasi adalah proses pembentukan senyawa baru di batas butir antara suhu 580 – 8150C sehingga dapat memberikan efek korosi batas butir jika di dalam larutan korosif. Daerah kekurangan krom (chrom depleted zone) akan mengalami korosi sebagai anoda sehingga sifat ketahanan korosi berkurang karena tidak bisa mampu memulihkan secara cepat lapisan protektif krom oksida (Cr2O3). Lingkungan MgCl2 kan menyerang daerah kurang lapisan protektif. Adanya beban luar dan tegangan sisa di material AISI 304 akan memberikan efek bersama terjadinya retakan di batas butir.

Sekian...