Apakah Baja Paduan Berkarat di Air?
Itu tergantung pada paduan yang mana. Kata paduan berarti logam yang terbuat dari dua unsur atau lebih, sehingga mencakup baja karbon, baja paduan rendah, baja tahan karat, dan paduan tembaga, dan perilakunya dalam air sangat berbeda. Baja karbon dan baja paduan rendah, seperti Q235B atau A106 Grade B yang digunakan untuk pipa las, sebagian besar terbuat dari besi dan akan berkarat jika terkena air, karena besi bereaksi dengan oksigen terlarut membentuk oksida besi terhidrasi. Baja tahan karat mengandung setidaknya sekitar 10,5 % kromium dan membentuk lapisan tipis oksida kromium pasif yang tahan karat selama lapisan tersebut tetap utuh. Faktor penentunya adalah kandungan paduan baja dan keagresifan air, bukan kata paduan pada labelnya.
Mengapa Beberapa Paduan Tahan Air dan Lainnya Tidak
Korosi dalam air merupakan proses elektrokimia. Permukaan baja melepaskan ion besi di lokasi anodik, oksigen mengkonsumsi elektron di lokasi katodik, dan oksida yang dihasilkan adalah karat. Apa pun yang memperlambat reaksi mana pun akan memperlambat korosi.
Kromium: di atas sekitar 10,5 % dalam larutan padat membentuk lapisan pasif dan laju korosi menurun tajam. Ini adalah dasar dari setiap baja tahan karat.
Molibdenum: meningkatkan ketahanan terhadap lubang di air yang mengandung klorida, itulah sebabnya 316L mengungguli 304 di air yang mengandung klor atau air payau.
Nikel: menstabilkan struktur austenitik dan meningkatkan ketangguhan dan ketahanan korosi secara umum.
Lapisan seng atau aluminium: bertindak sebagai penghalang dan sebagai anoda korban, sehingga baja tetap terlindungi meskipun lapisannya tergores.
Karbon: meningkatkan kekuatan dan kekerasan tetapi tidak memberikan manfaat korosi, dan karbon yang lebih tinggi mengurangi kemampuan las dan ketangguhan.
Material Pipa dalam Pelayanan Air
| Bahan | Standar tipikal | Perilaku di dalam air |
|---|---|---|
| Baja karbon seperti Q235B, A106 Grade B dan A53 | GB/T 3091, ASTM A106, ASTM A53 | Karat di air; memerlukan galvanisasi, pelapisan atau proteksi katodik |
| Baja paduan rendah seperti 16Mo3 dan 13CrMo4-5 | EN 10216-2 | Ketahanan korosi mirip dengan baja karbon; paduannya untuk kekuatan suhu tinggi, bukan untuk air |
| Baja karbon galvanis | GB/T 13912, ASTM A153 | Perlindungan yang baik selama bertahun-tahun, tetapi seng dikonsumsi seiring waktu, lebih cepat dalam air lunak atau asam |
| Stainless austenitik tipe 304 dan 316 | ASTM A312, EN 10216-5 nilai 1.4301 dan 1.4404 | Tahan di air tawar; menimbulkan risiko lubang dengan klorida, sehingga jenis bantalan molibdenum lebih disukai dalam air yang mengandung klor atau air payau |
| Dupleks tahan karat | ASTM A790 | Ketahanan tinggi terhadap lubang klorida dan retak korosi akibat tegangan dalam air yang agresif |
| Paduan tembaga | ASTM B88, ASTM B111 | Tahan terhadap air tawar tetapi dapat mengalami lubang di perairan tertentu, dan biayanya lebih mahal |
Kimia Air, Suhu dan Aliran
Baja yang sama dapat bertahan selama beberapa dekade di satu perairan dan rusak dalam beberapa bulan di perairan lain. Kandungan klorida mendorong terjadinya pitting pada baja tahan karat. Oksigen terlarut mendorong korosi pada baja karbon, sehingga air yang mengalami deaerasi jauh lebih tidak agresif dibandingkan air aerasi. Suhu meningkatkan sebagian besar laju reaksi dan mengurangi kelarutan oksigen, itulah sebabnya sirkuit air panas seringkali lebih agresif dibandingkan sirkuit air dingin. PH rendah dan karbon dioksida terlarut menyerang lapisan galvanis dan mengonsumsi seng. Kondisi yang stagnan menyebabkan korosi celah dan serangan di bawah endapan, sedangkan kecepatan aliran yang tinggi menyebabkan korosi erosi, terutama pada paduan tembaga dan pipa berlapis. Kecepatan yang sangat rendah juga sama merusaknya, karena memungkinkan endapan membentuk celah pada dinding.
Panduan Seleksi dan Perlindungan
Untuk air dingin dan panas perkotaan biasa, digunakan baja karbon galvanis atau berlapis, tembaga atau sistem plastik yang disetujui, dan pilihannya mengikuti peraturan kualitas air dan perpipaan setempat.
Untuk pipa air pendingin industri dan pipa air kebakaran, pipa baja karbon berlapis dengan sambungan terlindung biasanya merupakan solusi ekonomis.
Untuk air demineralisasi dan air dengan kemurnian tinggi, lebih disukai baja tahan karat atau baja tahan karat dupleks, karena air murni yang sangat lunak dapat bersifat agresif terhadap baja karbon.
Untuk sistem apa pun yang tetap basah dan tidak dicat, pilih bahan berdasarkan kandungan klorida, suhu, dan tingkat oksigen, bukan berdasarkan kata paduannya.
Selalu lindungi ujung potongan, benang dan lasan, karena di sinilah awal mula korosi.
Pertanyaan Umum
T: Apakah baja paduan berkarat di dalam air?
Ya. Baja paduan rendah seperti 16Mo3 atau 13CrMo4-5 dipadu untuk kekuatan suhu tinggi, bukan untuk tahan air, dan berkarat dalam air seperti baja karbon. Hanya paduan dengan kromium yang cukup, seperti baja tahan karat, yang tahan karat dalam air.
T: Mengapa baja tahan karat tidak berkarat di dalam air?
Baja tahan karat mengandung setidaknya sekitar 10,5 % kromium, yang membentuk lapisan oksida kromium pasif pada permukaannya. Lapisan film akan berubah jika tergores, sehingga baja tetap cerah selama lapisan film tidak terurai oleh klorida atau kontaminasi permukaan.
T: Apakah pipa baja tahan karat selalu menjadi pilihan terbaik di dalam air?
Tidak. Nilai austenitik dapat mengalami lubang dalam air yang mengandung klor atau air payau, dan baja tahan karat dupleks atau paduan yang lebih tinggi diperlukan dalam kondisi yang agresif. Baja karbon berlapis seringkali merupakan pilihan ekonomis yang lebih baik dalam air olahan.
Q: Bisakah pipa galvanis berkarat di dalam air?
Ya, tapi lebih lambat. Lapisan seng mengorbankan dirinya untuk melindungi baja dan dikonsumsi secara bertahap. Dalam air yang lunak, asam, atau mengandung klorida tinggi, air tersebut dikonsumsi lebih cepat, dan pipa mulai berkarat setelah lapisannya hilang.
T: Logam mana yang terbaik untuk pipa air minum?
Pilihannya bergantung pada kualitas air setempat dan peraturan perpipaan, dan solusi umum mencakup baja galvanis, baja tahan karat, tembaga, dan plastik yang disetujui. Yang penting adalah bahan tersebut disetujui untuk digunakan dalam air minum dan sambungan serta ujung potongannya terlindungi.
T: Apakah lebih banyak karbon membuat baja lebih tahan korosi?
Tidak. Karbon meningkatkan kekuatan dan kekerasan tetapi tidak memberikan perlindungan terhadap korosi. Ketahanan korosi pada baja berasal dari kromium dan unsur paduan lainnya, atau dari lapisan seperti seng.
