Strategi Efektif Mencegah Korosi Logam pada Komponen Industri

Dalam kondisi tertentu, bahkan bagian logam terkuat dapat mengalami korosi, yaitu reaksi kimia antara logam dengan lingkungan sekitarnya. Semua logam rentan terhadap korosi dalam tingkat yang berbeda, meskipun masing-masing bereaksi secara berbeda tergantung lingkungannya.

Tidak ada logam yang sepenuhnya aman dari ancaman korosi. Namun, korosi biasanya dapat dicegah atau diminimasi dengan mengikuti langkah-langkah tertentu, yang meliputi desain produk yang baik, pemilihan material, dan penerapan perawatan permukaan.

Artikel ini membahas beberapa metode untuk mengurangi korosi pada bagian logam yang diproduksi dengan teknologi pemesinan CNC.

Apa Itu Korosi?

Korosi terjadi ketika logam bereaksi dengan oksidan dalam lingkungannya. Reaksi kimia ini menyebabkan logam mengalami degradasi seiring waktu, sehingga mengurangi penampilan dan menurunkan integritas struktur logam.

Korosi adalah kerusakan material yang disebabkan oleh interaksi lingkungan. Ini adalah fenomena alami yang memerlukan tiga kondisi: kelembaban, permukaan logam, dan oksidan yang disebut penerima elektron. Proses korosi mengubah permukaan logam reaktif menjadi bentuk yang lebih stabil, yaitu oksida, hidroksida, atau sulfida logam tersebut.

Setiap logam memiliki properti elektrokimia yang berbeda. Karakteristik ini menentukan jenis bagian yang rentan terhadap korosi. Misalnya, alat besi yang terpapar lingkungan lembap dalam waktu lama rentan karat, sementara atap tembaga dapat karat karena pengaruh cuaca. Meskipun beberapa logam lebih tahan korosi dibanding yang lain (tergantung lingkungan), tidak ada logam yang sepenuhnya imun terhadap semua efek korosi.

Efek Buruk Korosi

Korosi dapat memiliki berbagai efek negatif pada logam. Ketika struktur logam terkorosi, struktur tersebut menjadi tidak aman, yang dapat menyebabkan kecelakaan, seperti runtuhnya bangunan. Bahkan korosi ringan pun membutuhkan perbaikan dan pemeliharaan. Faktanya, biaya langsung tahunan korosi logam di seluruh dunia mencapai sekitar 2,2 triliun dolar AS!

Meskipun semua logam akan terkena korosi, diperkirakan penggunaan metode perlindungan yang tepat dapat mencegah 25-30% kasus korosi.

Korosi adalah proses alami di mana kondisi lingkungan mengubah logam yang telah diolah menjadi bentuk oksida, hidroksida, atau sulfida.

Cara Mencegah Korosi pada Bagian Logam

Langkah-langkah dapat dilakukan untuk mencegah korosi pada bagian logam. Sebagian besar langkah-langkah ini dilakukan sebelum dan selama proses produksi, namun setelah bagian digunakan, korosi juga dapat diminimasi.

Mengikuti langkah-langkah ini tidak menjamin umur pakai bagian yang tidak terbatas, namun akan mengurangi potensi korosi hingga beberapa tingkat, sambil membantu mempertahankan fungsi dan penampilan bagian logam yang normal.

Anda dapat mencegah korosi dengan memilih metode yang tepat:

• Jenis logam
• Lapisan pelindung
• Desain yang tepat
• Kontrol lingkungan
• Lapisan pengorbanan

Jenis Logam

Cara mudah untuk mencegah korosi adalah dengan menggunakan logam tahan karat, seperti aluminium atau stainless steel. Tergantung aplikasi, logam ini dapat digunakan untuk mengurangi kebutuhan akan perlindungan korosi tambahan.

Stainless steel: Besi dalam stainless steel akan teroksidasi dan karat. Namun, besi dengan kandungan chromium tinggi (misalnya stainless steel 316) tidak mudah karat karena chromium membentuk lapisan pelindung oksida chromium pada permukaan bagian.

Aluminium: Aluminium tidak mengandung besi, sehingga tidak akan karat. Lapisan pelindung oksida aluminium akan terbentuk pada permukaan bagian ketika bertemu kelembaban untuk mencegah korosi.

Tembaga, bronze, dan kuningan: Logam merah seperti tembaga, bronze, dan kuningan mengandung sedikit atau tidak mengandung besi dan tidak akan karat. Tembaga yang teroksidasi menunjukkan patahan hijau. Meskipun ini mungkin tidak ideal secara estetika, hal itu dapat melindungi komponen tembaga dari korosi.

Lapisan Pelindung

Lapisan dapat berfungsi sebagai rintangan fisik antara bagian logam dan elemen pengoksidasi dalam lingkungan, sehingga menyediakan lapisan perlindungan terhadap korosi. Kecuali lapisan itu sendiri aus, udara, kelembaban, dan bahan korosif lainnya tidak dapat langsung menyentuh logam. Setelah beberapa waktu, cat dapat diaplikasikan ulang untuk memelihara kondisi bagian.

Metode umum adalah galvanisasi, di mana produsen menerapkan lapisan tipis seng pada bagian. Untuk beberapa logam, mungkin lebih baik menambahkan plating chrome keras (harga sedang, tahan korosi yang baik) atau plating chrome hitam (lebih mahal, dengan tahan korosi yang luar biasa).

Cat dan/atau primer adalah metode langsung dan murah untuk mencegah korosi, dan mungkin masih diperlukan alasan estetika. Lapisan cat dapat berfungsi sebagai lapisan rintangan untuk mencegah transfer muatan elektrokimia dari larutan korosif ke logam di bawahnya.

Kemungkinan lain adalah dengan menerapkan cat bubuk. Dalam proses ini, bubuk kering diterapkan pada permukaan logam yang bersih. Logam kemudian dipanaskan untuk melelehkan bubuk menjadi film halus yang tidak terputus. Banyak komposisi bubuk berbeda dapat digunakan, termasuk akrilik, polyster, epoksi, nylon, dan uretan.

Desain yang Tepat

Kontrol korosi dimulai pada tahap rekayasa. Jika bagian akan digunakan dalam lingkungan yang rentan korosi, insinyur harus mempertimbangkan apakah fitur desain tertentu akan mendorong atau mencegah korosi saat membuat desain CAD. Material bagian akan mempengaruhi ketahanan korosinya, namun bentuk dan tekstur juga akan mempengaruhi ketahanan korosi.

Desainer harus menghilangkan celah sempit untuk mencegah udara atau cairan masuk dan merestam. Hindari fungsi yang dapat mengakumulasi kelembaban atau udara. Bagian tidak boleh memiliki retakan dalam yang dapat mengakumulasi kelembaban, dan jika memungkinkan, dorong aliran udara. Jika bagian secara mutlak harus mengandung celah, terowongan, atau titik lemah lainnya, pastikan logam dapat dirawat secara teratur.

Kontrol Lingkungan

Langkah-langkah pasca produksi mungkin lebih sulit diimplementasikan dibanding langkah-langkah pra-produksi, namun setelah bagian digunakan, masih memungkinkan untuk mengurangi korosi.

Korosi disebabkan oleh reaksi kimia antara logam dan gas di lingkungan sekitarnya. Dengan mengambil langkah untuk mengontrol lingkungan, reaksi berlebihan ini dapat diminimasi. Ini dapat mengontrol kandungan oksigen atau klorin di lingkungan sekitar. Misalnya, Anda juga dapat mencegah bagian kontak dengan kelembaban berlebihan dengan menyesuaikan posisi bagian atau memperkenalkan penghalang.

Lapisan Pengorbanan

Cara lain untuk membuat bagian tahan korosi adalah dengan menerapkan lapisan pengorbanan pada logam alih-alih lapisan pelindung.

Tujuan lapisan pengorbanan bukan untuk sepenuhnya mencegah korosi, melainkan untuk membuat lapisan yang terkorsi, bukan material dasar bagian. Oleh karena itu, lapisan ini disebut material “pengorbanan”. Ada dua teknologi utama untuk mencapai lapisan pengorbanan: perlindungan katoda dan perlindungan anoda.

Perlindungan Katoda

Contoh paling umum perlindungan katoda adalah pelapisan besi paduan baja dengan seng, proses yang disebut galvanisasi. Seng lebih aktif daripada baja dan teroksidasi ketika mulai terkorsi, sehingga menghambat korosi baja. Metode ini disebut perlindungan katoda karena bekerja dengan menjadikan baja sebagai katoda dari sel elektrokimia. Perlindungan katoda digunakan untuk pipa baja pengangkut air atau bahan bakar, tangki pemanas air, badan kapal, dan platform minyak laut.

Perlindungan Anoda

Perlindungan anoda melibatkan pelapisan baja padana besi dengan logam yang kurang aktif, seperti timah. Timah tidak terkorsi, sehingga selama ada lapisan timah, baja dapat dilindungi. Metode ini disebut perlindungan anoda karena menjadikan baja sebagai anoda dari sel elektrokimia.

Perlindungan anoda sering digunakan di tangki baja karbon untuk menyimpan asam sulfat dan soda kaustik 50%. Dalam lingkungan ini, karena kebutuhan arus yang sangat tinggi, perlindungan katoda tidak cocok.