Korosi pada heat exchanger

Logam dan paduannya sering diserang oleh lingkungan seperti atmosfer, tanah, air, atau larutan berair. Penghancuran logam dan paduan ini dikenal sebagai korosi. Umumnya logam terkorosi oleh mekanisme elektrokimia.

Hampir semua proses industri bekerja terus menerus. Kegagalan prematur dari korosi berbagai jenis peralatan, termasuk heat exchanger, perpipaan, dan lain-lain, dapat mengakibatkan shutdown dan operasi pemeliharaan yang mahal. Hal Ini sangat merepotkan dalam penyulingan minyak, Industri bahan kimia, dan pembangkit listrik di darat dan laut, serta dalam pengolahan makanan dan minuman keras, pembuatan kertas, pendinginan, AC, dll. Oleh karena itu, pemahaman tentang korosi dan pengendalian korosi harus menjadi perhatian besar bagi industri dan masyarakat umum.

Mekanisme Dasar Korosi

Prinsip dasar korosi dijelaskan oleh mekanisme korosi besi dalam air. Dalam skema sederhana, reaksi ini terdiri dari dua bagian: (1) pelarutan besi pada anoda dan (2) reaksi katodik tanpa adanya oksigen atau reduksi oksigen menjadi membentuk ion hidroksil di katoda. Oleh karena itu, reaksi korosi teoritis keseluruhan menjadi:

Fe = Fe +2 + 2e
2H++2e -> H2
0.5O2 + H2O +2e = 2OH
Fe +0.5O2 +H2O = Fe+2 +2OH
Fe++2OH -> Fe(OH)2

Skema Korosi Besi dalam Air. Sumber: Heat Exchanger Design Handbook 2ed (2013)

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Korosi Material di Lingkungan

  1. Faktor lingkungan seperti konsentrasi bahan kimia, pH, kecepatan, pengotor dan tersuspensizat, dan suhu medium.
  2. Sumber panas, jika ada. Jika lingkungan dipanaskan melalui bahan yang dipilih, efek perpindahan panas dan suhu permukaan menjadi faktor pengendali.
  3. Faktor material seperti komposisi, elemen paduan, kepasifan, kecenderungan pengotoran.
  4. Kondisi desain dan geometri sambungan, seperti permukaan gasket, celah, stagnasi daerah, dan U-bends.
  5. Teknik fabrikasi: korosi akibat pengelasan, brazing, soldering, dan perlakuan panas.

Jenis- Jenis Korosi

  1. Uniform corrosion
  2. Galvanic corrosion
  3. Pitting corrosion
  4. Crevice corrosion
  5. Intergranular corrosion
  6. Dealloying or selective leaching
  7. Erosion–corrosion
  8. SCC
Jenis-jenis korosi pada heat exchanger. Sumber: Heat Exchanger Design Handbook 2ed (2013)
Jenis KorosiCiri-ciriLogam yang rentanPencegahan
Uniform
corrosion
didominasi
dengan penipisan seragam dan
serangan lokal yang cukup besar.
Hasil korosi seragam
dari kontak yang lama dengan
lingkungan seperti
atmosfer, air, asam,
alkali, tanah, dll.
Meskipun semua logam menimbulkan korosi/
menodai di atmosfer, besi adalah yang utama
Pemilihan bahan yang tepat,
paduan tambahan ke
logam, perlindungan katodik menggunakan
anoda korban, penggunaan
inhibitor, pelapis permukaan, dan
tunjangan korosi
Galvanic
corrosion
Ketika dua logam yang berbeda
ditempatkan di system tegangan listrik
seri dalam elektrolit.
Tembaga-nikel,
stainless, atau titanium
Logam Muntz, kuningan, aluminium perunggu
Pilih kombinasi dari logam sedekat mungkin dalam seri galvanic dan hindari area yang tidak menguntungkan
Pitting corrosionKomposisi
yang tidak homogen dalam paduan
Aluminium, austenitik
stainless, nikel, titanium.
Pembersihan dengan larutan tertentu dan pemilihan permukaan bahan yang tahan terhadap pitting.
Crevice corrosionPermukaan yang berbeda dari permukaan keseluruhanBergantung
pada film permukaan pelindung korosi
seperti aluminium, stainless, dan titanium
Meminimalkan
celah dan pemeliharaan
praktik untuk menjaga permukaan tetap bersih dan hindari penumpukan fouling
Intergranularakibat dari aksi sel lokal dalam granul yang menyebabkan korosiAustenitic stainless steels 304 (18-8), ferritic, superferritic, duplex stainless steels.Gunakan larutan suhu tinggi yang sesuai untuk pembersihan. Pastikan bahwa baja mengandung karbon yang tidak cukup untuk membentuk Cr23C6 dan paduan yang menyebabkan penipisan.
DealloyingUnsur paduan
lebih sering terkorosi
daripada paduan induk.
Kuningan-dezincifikasi,
denikkelifikasi cupronickel, aluminium
dealuminifikasi perunggu, silicon perunggu destannifikasi atau desilikonifikasi
Substitusi bahan-
kuningan yang dihambat, Pembersihan permukaan
Erosi-korositerjadi karena
gerakan fluida kecepatan tinggi di atas permukaan material.
Biasanya terbatas pada tembaga, paduan dan paduan aluminium.Gunakan air yang disaring. Gunakan titanium, stainless atau aluminium yang tahan terhadap erosi-korosi.
Stress corrosion
cracking (SCC)
Serangan korosi
Karena interaksi tegangan tarik, pengaruh suhu sehingga muncul retakan
Perengkahan klorida, dari stainless austenitik dan aluminiumMenggunakan paduan incoloy, logam ferritic, dan duplex stainless dan aluminium
Jenis-jenis Korosi

Proses-proses korosi pada heat exchanger ternyata dapat dianalisis menggunakan metode komputasi. Salah satu metode untuk analisis korosi heat exchanger adalah menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD), yaitu metode menyelesaikan persamaan-persamaan mekanika fluida bahkan reaksi kimia menggunakan komputer, sehingga diperoleh hasil yang komprehensif dan detail. >> Klik di sini untuk mempelajari selengkapnya tentang CFD!

Bagi anda mechanical engineer yang ini meningkatkan skill di bidang heat exchanger atau mechanical engineering secara umum, Kami juga menyediakan solusi yaitu training dengan topik-topik seputar mechanical engineering dengan trainer yang sudah sangat berpengalaman di bidangnya untuk meningkatkan skill dan kompetensi anda sebagai seorang engineer profesional. Untuk list training mechanical engineering >>klik di sini!

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL HEAT EXCHANGER LAINNYA!

Kontributor: Daris Arsyada

Sumber:

Thulukkanam, Kuppan. 2013. Heat Exchanger Design Handbook Second Edition. New York: CRC Press.

https://www.engineerlive.com/content/how-avoid-top-10-heat-exchanger-mistakes (diakses pada tanggal 20 Agustus 2021)

Author: admin

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *