pencegahan korosi logam

PERAWATAN DENGAN PANAS
Kekerasan yang lebih besar adalah sangat penting untuk benda-benda tertentu yang dibuat dari baja. Yang dimaksud dengan kekerasan dari suatu bahan adalah ketahanannya terhadap bisa atau tidak dimasuki oleh bahan yang lain. Untuk dapat mencapai kekerasan yang tinggi, maka diperlukan sistim perawatan dengan panas khusus yang disebut ‘pengerasan’. Sebuah benda baru dapat dikuatkan sesudah benda itu diproduksikan.
Ada beberapa cara untuk mengeraskan:
• Mengeraskan secara mendalam: benda dari baja baik bagian luar maupun bagian dalam dibuat menjadi sangat keras;
• Mengeraskan permukaan: hanya bagian luar saja yang keras, sedangkan intinya tidak.

Pengerasan yang mendalam
Pada pengerasan mendalam, benda yang sudah terbentuk, dipanaskan dengan temperatur yang cukup tinggi. Kemudian dengan cepat didinginkan; tindakan ini disebut ‘mengejutkan’ baja. Pendinginan ini bisa dilakukan di dalam air, minyak atau di udara. Benda itu menjadi keras bukan hanya bagian luar saja, tetapi juga intinya menjadi keras benar. Dengan cara ini baja menjadi cepat rapuh; berarti baja itu dapat cepat patah. Beberapa peralatan dikeraskan dengan cara ini. Kita semua paham betapa mudah patahnya ulir mata bor dari baja yang berukuran kecil. Pengerasan permukaan. Untuk peralatan-peralatan tertentu hanya bagian luarnya saja yang harus diperkeras. Untuk dapat menerima tekanan yang besar, inti benda itu harus tetap lentur. Hal ini dapat dicapai dengan hanya mengeraskan bagian permukaan dari benda tersebut. Pengerasan permukaan dipakai pada poros engkol (crankshaft), kopling cakar, cacing, roda cacing, dan gigi cacing
Tempering

Tempering adalah memanaskan baja yang sudah diperkeras dengan temperatur yang cukup rendah (180°C), diikuti dengan pendinginan secara perlahan-lahan. Tempering dilakukan dengan tujuan memberikan struktur yang lebih merata pada bahan itu. Lewat proses ini maka baja yang telah diperkeraskan tadi hanya sedikit saja diperlunak, tetapi baja itu menjadi tidak begitu rapuh. Karena tempering, produk tersebut menjadi terhindar dari perubahan bentuk (pertambahan isi) sebagai akibat proses pengerasan. Hal ini, terutama ukuran akhir dan semacamnya sangat penting untuk alat pengukur yang tepat seperti kaliber.



Meningkatkan mutu
Meningkatkan mutu adalah suatu proses di mana baja pertama-tama dikeraskan dahulu, kemudian ditempering dengan suhu yang tinggi. Apabila baja yang diperkeras itu dipanaskan lebih lama dan pada suhu yang lebih tinggi (300 sampai 650°C) dari tempering pada umumnya, maka struktur bahan itu makin merata. Sejalan dengan pertambahan masa pemanasan dan peninggian suhu, kekerasan baja itu menjadi berkurang, akan tetapi kealotan, kemudahan untuk digarap dan terutama ketahanan terhadap benturan menjadi lebih besar. Dengan meningkatkan mutu baja, maka sifat-sifat baja itu bisa disesuaikan dengan tujuan penggunaannya. Baja dengan mutu yang sudah ditingkatkan biasanya dipakai untuk asesoris mesin yang dikenai beban berganti-ganti, misalnya pér (spring).
PERLAKUAN PANAS (HEAT TREATMENT)
Adalah proses pemanasan dan pendinginan logam dalam keadaan padat untuk mengubah sifat-sifat fisis logam tersebut.
Perlakuan panas berdasarkan tujuannya dapat dibagi menjadi empat:
1. Normalizing. Untuk memperkecil dan menyelamatkan butiran-butiran logam sehingga sifatnya dapat ditingkatkan. Cara logam dipanaskan hingga mencapai suhu tertentu dan ditahan selama waktu yang ditentukan kemudian didinginkan dalam udara terbuka.
2. Annealing. Untuk menghilangkan teganggan dalam dan melunakkan logam sehingga elastisitas dapat ditingkatkan dan memudahkan pemesinan lanjut. Caranya logam dipanaskan hingga mencapai suhu tertenu dan ditahan selama waktu yang ditentukan kemudian didinginkan dalam dapur/ tanur.
3. Quenching. Untuk mengeraskan dan menambahkekuatan logam. Caranya logam dipanaskan hingga mencapai suhu tertentu dan ditahan selama waktu yang ditentukan kemudian didinginkan dengan cepat dengan dimasukkan kedalam air atau minyak.
4. Tampering.dilakukan setelah proses quenching, untuk meningkatkan keuletan logam yang keras dan mudah patah karena proses quenching caranya logam dipanaskan mencapai suhu tertentu dan ditahan selama waktu yang ditentukan kemudian didinginkan dalam udara terbuka.
Perlakuan panas pada baja
1. Normalizing. Baja dipanaskan hingga mencapai suhu 40-50˚C diatas Acm, sehingga terbentuk austenite, kemudian didinginkan perlahan lahan dalam suhu udara ruang. Tujuannya untuk memperkecil dan menyamakan butiran-butiran logam sehingga sifanya dikatkan.
2. Annealing
a. Full anneling. Baja dipanaskan hingga mencapai suhu 30-50˚C diats titik A3(untuk hypo-eutectoid) atau A1 (untuk hyper-eutcorid), setelah didiamkan pada suhu tersebut selama waktu yang cukup didinginkan perlahan didalam dapur. Tujuannya untuk melunakkan baja dan menghilangkan tegangan dalam agar mudah dipemesinan.
b. Spheroidizing. Proses dimanna dihasilkan struktur dengan cementite berbentuk sperodial (sperodial cementite). Baja dipanaskan perlahan sampai mencapai suhu sedikit dibawah, disekitar, atau diatas titik transmormasi A1, kemudian didinginkan perlahan. Digunakan untuk baja 0.5-1.5 % C, dengan tujuan meningkatkan kemampuan pemesinan dan mencegah retak setelah perlakuan panas dan meningkatkan keuletan serta ketahanan aus setelah quenching.
c. Stress relief annealing. Baja dipanaskan sampai mencapai sedikit dibawah titik transformasai kemudian didinginkan perlahan dengan tujuan untuk menghilangkan tegangan dalam.
d. Process annealing. Baja dipanaskan sampai suhu diatas suhu pengkristalan kembali dan dibawah suhu titik A1 ( 600-650° C). kemudian didinginkan perlahan. Tujuanya untuk melunakkan setelah pemesinan.
3. Quenching. Baja dipanaskan hingga mencapai suhu 30-50° C diatas titik A3 untuk (hypo-eutectoid) atau A1 (untuk hyper-eutectoid), setelah didiamkan pada suhu tersebut selama waktu yang cukup didinginkan dengan cepat didalam minyak atau air.
a. Normal quenching. Setelah dipanaskan, baja didinginkan secara cepat dengan memasukkan ke dalam air (water quenching) atau minyak (oil quenching). Akan bias didapatkan kekerasan yang tinggi, tapi mudah terjadi keretakan dan renggangan dalam.
b. Time quenching. Setelah dipanaskan, baja didinginkan dengan dicelupkan ke dalam air atau minyak selama waktu tertentu (belum mencapai suhu ruang), kemudian diangkat dan didinginkan perlahan dalam suhu ruang. Untuk mrncegah retakan dan regangan.
c. Isothermal quenching/hot bath quenching. Setelah dipanaskan, baja dicelupkan ke dalam larutan logam atau garam yang memiliki suhu tertentu selama waktu tertentu, kemudian didinginkan perlahan dalam suhu udara ruang. Ada beberapa jenis proses ini :
1. Marquenching. Baja setelah dipanaskan, dicelupkan ke dalam larutan garam atau minyak yang memiliki suhu titik MS (titik martensite, 200-300˚ C) dan didiamkan sehingga seluruh bagian memiliki suhu yang sama kemudian didinginkan perlahan dalam suhu udara ruang, sehingga perlahan terjadi transformasi martensite. Tujuannya untuk mencegah retakan dan regangan dan mendapakan efek pengerasan yang sempurna.
2. Austempering. Baja setelah dipanaskan, dicelupkan ke dalam larutan garam atau seng yang memiliki suhu diatas titik MS (250-450˚ C) dan didiamkan sehinggan seluruh bagian memiliki suhu yang sama kemudian didinginkan perlahan dalam suhu udara ruang, sehingga didapatkan struktur bainite yang lebih lunak dan ulet dibanding martensite. Tujuannya untuk mencegah retakan dan regangan dan meningkatkan keuletan.
3. Martempering. Baja setelah dipanaskan, dicelupkan ke dalm larutan garam atau seng yang memiliki suhu antara titik MS dan Mf (100-200˚ C) dan didiamkan sehingga seluruh bagian memiliki suhu yang sama kemudian didinginkan perlahan dalam suhu udara ruang, sehingga didapatkan dtruktur campuran martensite dan bainite. Tujuannya untuk mendapatkan baja yang keras namun ulet.
4. Tempering. Setelah proses quenching, baja dipanaskan kembali hingga mencapai suhu sedikit titik A1 kemidian didinginkan. Tujuannya untuk meningkatkan keuletan (ductility) baja setelah quenching.
Pengerasan Permukaan
1. Karburisasi (Carburizing). Besi dipanaskan diatas suhu Ac1 dalam lingkungan mengandung karbon, baik dalam bentuk padat, cair, ataupun gas. Besi pada suhu kriti ini mempunyai affinity (daya tarik) terhadap karbon. Karbon diabsorpsi ke dalam logam membentuk larutan padat dengan besi dan lapisan luar memiliki kadar karbon tinggi. Tebal lapisan kabon tergantung pada waktu dan suhu perlakuan panas.
a. Karburasi padat (pack carburising). Bahan dimasukkan dalam kotak tertutup dan ruangan diisi dengan kayu atau kokas. Proses perlu waktu cukup lama dan untuk lapisan 0.75 -4 mm
b. Karburasi gas (gas carburizing). Untu mendapat lapisan 0.1- 0.75 mm. digunakan gas atau hidro-karbon atau propan (gas karbit)
c. Karburasi cair (liquid carburizing). Baja dipanaskan di atas suhu Ac1 dalam dapur garam cyanide dan sedikit nitrogen dapat berdifusi ke dalam lapisan luar. Mirip dengan proses cyanide hanya mempunyai kadar karbon yang lebih tinggi dan kadar nitrogen lebih rendah. Ketebalan lapisan sekitar 0.64 mm, tapi dapat untuk 6.35 mm
2. Carbonitriding. Disebut juga, dry cyaniding atau nircabing, adalah proses penerasan permukaan dimana baja dipanaskan diatas suhu kritis didalam lingkungan gas dan terjadi penyarapan karbon dan nitrogen. Dapat digunakan gas ammonia atau gas yang kaya akan karbon. Lapisan tanah aus mempunyai ketebalan 0.08- 0.75 mm. keuntungannya kemampuan pengerasan luar meningkat bila ditambahkan dengan nitrogen sehingga dapat dimanfaatkan baja yang murah
3. Cyaniding atau liquid carbonitriding merupakan proses dimana terjadi absorpsi karbon dan nitrogen untuk memperoleh permukaaan yang keras pada baja karbon rendah yang sulit dikeraskan. Bahan dimasukkan kedalam dapur yang mengandung garam cyanide natrium, suhunya sedikit diatas Ac1. Kemudian dicelup dalam air atau minyak. Tebal lapisan 0.10 – 0.40 mm.
4. Nitriding. Digunakan bahan dan suhu yang berlainan. Logam dipanaskan hingga 510˚ C dalam lingkungan gas amonia selama beberapa waktu. Nitrogen yang diserap logam akan membentuk nitrida yang keras tersebar merata pada permukaan logam. Pada nitridinag cair (liquid nitriding ) digunakan garam cynida cair sedang suhu dipertahankan dibawah daerah transformasi. Penyerapan nitrogen lebih mudah, karbon yang diserap lebih sedikit dibanding proses cyanide atau karburasi. Ketebalam 0.03 – 0.3 mm.kekerasan sangat tinggi : 900 -1000 brinell.

Cara-cara mencegah korosi besi

Korosi merupakan proses elektrokimia yang terjadi pada logam dan tidak dapat dihindari karena merupakan suatu proses alamiah. Berbagai faktor yang dapat menyebabkan terjadinya korosi, yaitu: sifat logam, yang meliputi perbedaan potensial, ketidakmurnian, unsur paduan, perlakuan panas yang dialami, dan tegangan, serta faktor lingkungan yang meliputi udara, temperatur, mikroorganisme. Korosi menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi umur berbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi atau baja.sebenarnya korosi dapat dicegah dengan mengubah besi menjadi tahan karat (stainleess steel). Akan tetapi, proses ini terlalu mahal untuk kebanyakan besi. Cara-cara untuk pencegahan korosi besi yang akan dibahas berikut ini:
1. Mengecat. Jembatan,pagar dan railinig biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak besi dengan udara dan air.
2. Melumuri dengan oli atau gemuk. Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak besi dengan air.
3. Dibalut dengan plastik. Berbagai macam barang misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak besi dengan udara dan air.
4. Tin planting (pelapisan dengan timah). Kaleng- kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut electroplanting. Timah tergolong logam tahan karat. Besi yang dilapisi timah tidak mengalami korosi karena tidak ada kontak dengan oksigen (udara) dan air. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang rusak, misalnya tergores, maka timah justru mendorong/ mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena pontensial reduksi besi lebih negatif daripada timah (E° Fe = -0,44 volt; E° Sn = -0,14 volt). Oleh karena itu, besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anoda. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan tetapi hal itu justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas capat hancur.
5. Galvanisasi (pelapisan dengan zink). Pipa besi, tiang telpon, badan mobil, dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisanya tidak utuh. Hal ini terjadi karena suatu mekanisme yang disebut perlindungan katoda. Oleh karena potensial reduksi lebih positif daripada zink,maka besi yang kontak zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian, besi terlindungi dan zink mengalami oksidasi.



6. Cromium planting (pelapisan dengan kromium). Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan perlindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil. Cromium planting juga dilakukan denagn elektrolisis. Sama seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak.
7. Sacrificial protection (pengorbanan anoda) . magnesium adalah logam yang jauh lebih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada besi, jika logam magnesium dikontakkan denagn besi. Maka magnesium itu akan berkarat akan tetapi besi tidak. Cara ini digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal laut. Secara periodik, batang magnesium harus diganti.

referensi
Teknologi mekanik, sriati Djaprie, penerbit Erlangga. Terjemahan dari:
Manufacturing process, B.H Amstead , Philip F. Ostwald, Myron L. Begeman Jhon wiley & sons

Manufacturing process I, kenji Asakura, Fumio Hasimoto, Kyouritsu Syuppan, 2002.

perawatan baterai

Perawatan baterai bertujuan untuk agar komponen elektrik / listrik yang menggunakan tegangan baterai dapat bekerja dengan baik / normal, seperti starter elektrik, lampu sein, lampu indikator, serta klakson. Selain itu untuk menghindari baterai cepat rusak atau “soak”. Perawatan baterai yang diperlukan adalah :
A. Baterai Basah
1. Menjaga ketinggian level cairan elektrolit agar selalu dalam keadaan normal. Ketinggaian normal berada diantara batas atas ( upper ) dan batas bawah ( lower ).
2. Melumasi kutup (+) dan kutub (-) dengan gemuk / paslin agar tidak berkarat.
3. Bersihkan sel baterai sekurang-kurangnya 3 bulan sekali.
Adapun cara membersihkan sel baterai adalah sebagai berikut :
1. Keluarkan semua cairan elektrolit.
2. Isi dengan air panas mendidih, kemudian kocok. Lalu keluarkan semua air yang telah bercampur kerak. Lakukan sampai sel baterai benar-benar bersih dari kerak.
3. Isi baterai dengan air zuur, selanjutnya baterai di-charge kurang lebih selama 3 jam dengan tegangan yang sesuai dengan tegangan baterai tersebut. Setelah itu baterai dapat dipasang / dipergunakan lagi.
B. Baterai Kering
Sekalipun diklaim bebas perawatan (maintenance free), baterai kering juga butuh perhatian. Banyak pemilik kendaraan tidak mengetahui hal ini sehingga usia baterainya tidak bertahan lama. Sebagai langkah perawatan, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan seputar baterai kering. Hindarkan menerjang jalan rusak dengan kecepatan yang relatif tinggi.
Bila Anda sering terjang jalan rusak, otomatis baterai juga sering bergoyang atau terbentur komponen lain, sehingga sel-sel di dalamnya bisa cepat rusak. Langkah pencegahan lainnya adalah ketika pertama kali memasang baterai jenis ini, sebaiknya diperhatikan seal baterai tersebut.
Jangan sampai seal-seal ini terbuka dan terkena udara bebas. Karena debu atau kotoran yang masuk bisa merusak baterai. Untuk jenis baterai kering tertentu, elektrolitnya harus dimasukkan lebih dahulu sebelum baterai tersebut dipasang pada mesin. Perlu perhatian lebih pada bagian seal.
Setelah seal bawaan pabrik dilepas untuk memasukkan elektrolit, harus segera ditutup kembali dengan seal dari elektrolit tersebut. Selain itu. agar baterai lebih awet, usahakan selalu memeriksa arus listrik yang masuk ke dalam baterai, bisa dilihat dari warna lampu utama. Jika lampu kendaraan mulai redup dan cahayanya tidak terang padahal baterai dalam kondisi baru bisa diindikasikan kerusakan pada kiprok.

pengertian baterai

Baterai adalah alat elektro kimia yang dibuat untuk mensuplai listrik ke sistem starter mesin, sistem pengapian, lampu-lampu dan komponen kelistrikan lainnya. Alat ini menyimpan listrik dalam bentuk energi kimia, yang dikeluarkannya bila dierlukan dan mensuplainya ke masing-masing sistem kelistrikan atau alat yang memerlukannya. Karena di dalam proses baterai kehilangan energi kimia, maka alternator mensuplainya kembali ke dalam baterai (yang disebut pengisian). Baterai menyimpan listrik dalam bentuk energi kimia. Siklus pengisian dan pengeluaran ini terjadi berulang kali dan terus menerus.

KONSTRUKSI BATERAI

Di dalam baterai mobil terdapat elektrolit asam sulfat, elektroda positif dan negatif dalam bentuk plat. Plat-plat dibuat dari timah atau berasa dari timah. Karena itu baterai tipe ini sering disebut baterai timah. Ruangan dalamnya dibagi menjadi beberapa sel (biasanya 6 sel, untuk baterai mobil) dan di dalam masing-masing sel terdapat beberapa elemen yang terendam dalam elektrolit.

1.      Elemen Baterai

Antara plat-plat positif dan plat-plat negatif masing-masing dihubungkan oleh plate strap (pengikat plat) terpisah. Ikatan plat-plat positif dan negatif ini dipasangkan secara berselang-seling yang dibatasi oleh separator dan fiberglass. Jadi satu kesatuan dari plat, separator dan fiberglass disebut elemen baterai. Penyusunan plat-plat seperti ini tujuannya memperbesar luas singgungan antara bahan aktif dan elektrolit, agar listrik yang dihasilkan besar. Dengan kata lain kapasitas baterai menjadi besar.

Gaya elektromotif (EMP) yang dihasilkan satu sel kira-kira 2,1 V, pada segala ukuran plat. Karena baterai mobil mempunyai 6 sel yang dihubungkan secara seri, EMP output yang dihasilkan ialah kira-kira 12 Volt.

2.      Elektrolit

Elektrolit baterai ialah arutan asam sulfat dengan air sulingan. Berat jenis elektrolit pada baterai saat ini dalam keadaan pnuh ialah 1,260 atau 1,280 (pada temperatur 20° C). Perbedaan ini disebabkan perbandingan antara air sulingan dengan asam sulfat pada masing-masing tipe berbeda. Elektrolit yang berat jenisnya 1,260 mengandung 65% air sulingan dan 35% asam sulfat, sedangkan elektrolit yang berat jenisnya 1,380 mengandung 63% air sulingan dan 37% asam sulfat.

Elektolit baterai adalah asam yang kuat, sehingga dapat membakar kulit, mata dan merusak pakaian. Bila elektrolit mengenai kulit atau pakaian, basuhlah segera dengan air, dan netralkan asam dengan campuran soda (sodium bicarbonate [NaHCO₃]) dan air. Bila asam mengenai mata, bilaslah dengan air beberapa menit, kemudian hubungilah dokter.

3.      Kotak Baterai

Wadah yang menampung elektrolit dan elemen baterai disebut kotak baterai. Ruangan dalamnya dibagi menjadi 6 ruangan atau sel. Pada kotak baterai terdapat garis tanda permukaan atas dan bawah (upper level dan lower level).

Plat-plat posisinya ditinggikan dari dasar dan diberi penyekat, tujuannya agar tidak terjadi hubungan singkat apabila ada bahan aktif (timah dan lain-lain) terjatuh dari plat.

4.      Sumbat Ventilasi

Sumbat ventilasi adalah tutup untuk lubang pengisian elektrolit. Di samping itu untuk memisahkan gas hidrogen (yang terbentuk saat pengisian) dan uap asam sulfat di dalam baterai dengan cara membiarkan gas hidrogen keluar lewat lubang ventilasi sedangkan uap asam sulfat mengembun pada tepian ventilasi dan menetes kembali ke bawah.