1. KOROSI EROSI PADA PUMP IMPELLER
DI INDUSTRI PERTAMBANGAN
Abstrak
Pompa sentrifugal berfungsi untuk memindahkan slurry yang mengandung asam sulfat
yang memiliki pH 2. Impeller adalah bagian dari pompa yang berputar dan berfungsi
mengubah tenaga mesin ke tenaga kinetik. Ditemukan kasus di mana pompa tidak lagi
mampu mengalirkan slurry seperti syarat dan kapasitas yang dianjurkan. Banyak
Kemungkinan penyebab kasus ini. Beberapa pengamatan dilakukan untuk mengetahui
penyebab kegagalan: pengamatan visual dan sifat material dan pengamatan kondisi
kerja. Dari hasil pengamatan diketahui penyebab dari kegagalan yaitu: akibat tumbukan
dan gesekan dari partikel-partikel yang terdapat dalm fluida yang merusak lapisan
pelindung, solusi yang dilakukan dengan mengganti material yang lebih keras atau
dengan memperkecil ukuran partikel.
Kata kunci : Impeller, material, kegagalan, fluida, lapisan pelindung
I. PENDAHULUAN
Industri pertambangan, pengolahan mineral dan ekstraksi metalurgi,
sangat rentan terhadap korosi dengan banyaknya berbagai media korosif,
untuk mencegah terjadinya korosi salah satunya dengan pertimbangan
memilih material yang cocok untuk lingkungan kerja di industri
pertambangan. Jika sudah terjadi korosi maka akan berpengaruh terhadap
biaya operasi dan produktivitas. Korosi yang terkait dengan industri
pertambangan dapat dicirikan sebagai serangan elektrokimia dan ditingkatkan
oleh abrasi. Semua penyebab serangan korosi di industry pertambangan
banyak tersedia, termasuk air sangat konduktif, media grinding, material yang
berbeda, oksigen, kisaran pH yang besar, dan adanya banyak dikenal jenis
korosif dalam larutan. atmosfer Tambang dan air tambang yang unik karena
sangat bervariasi dari tambang ke tambang. Misalnya, suhu telah ditemukan
berkisar dari sekitar 5 sampai 30 ° C (40 sampai 90 ° F) di tambang batubara
dan di atas 40 ° C (100 ° F) di tambang logam. Refrigerasi dan pengkondisian
udara menjadi perlu untuk memperbaiki kondisi kerja. Tingkat kelembaban
antara 90 dan 100% adalah biasa. Air tambang juga bervariasi dalam
kandungan mineral, pH, dan korosivitas.
Kandungan mineral dari air tambang dimulai dengan pemecahan mineral
besi sulfida, terutama pirit dan Marcasite, yang umumnya terkait dengan jenis
paling mineralisasi. Oksidasi pirit menghasilkan asam sulfat (H2SO4).
Akibatnya, tambang air dengan pH serendah 2 diproduksi. Air asam

2. mempercepat pemecahan mineral, meningkatkan konsentrasi silikon (Si4+),
aluminium (Al3+), kalsium (Ca2+), magnesium (Mg2+), dan ion mangan di
perairan tambang. Mikroorganisme anaerobik dan aerobik yang terkenal
penyebab yang memproduksi korosi. Prinsipnya menghasilkan asam spesies
tersebut Thiobacillus tio-oxydans, jenis aerobik (Ref 3, 5). Kehadiran mereka
mengoksidasi senyawa sulfur atau belerang, menghasilkan H2SO4 dan
berkontribusi terhadap keasaman air tambang. spesies bakteri aerobic yang
lain, Ferrobacillus ferro-oxydans, terkait dengan jenis Thiobacillus. Ketika
kedua jenis bakteri tersebut hadir, efek sinergis mereka telah dilaporkan
meningkatkan produksi H2SO4 dengan empat kali dibandingkan dengan
tingkat produksi saat tidak ada bakteri yang hadir (Ref 6). Air tambang asam
yang dihasilkan oleh mikroorganisme ini dapat mendekati kondisi yang sangat
asam. Korosi pada pompa dan sistem perpipaan terkenal di industri
pertambangan dan pengolahan mineral. Indikasi pertama dari pompa yang
terkorosi adalah ketika pompa tidak lagi dapat memenuhi kebutuhan aliran
dari kapasitas dan persyaratan yang dianjurkan. Juga, permukaan luar yang
berkarat. Korosi yang rentan terjadi pada Pump and Piping Systems adalah
korosi erosi.
II. DASAR TEORI
2.1. Korosi Erosi
Korosi Erosi meupakan kerusakan kumulatif yang ditimbulkan oleh reaksi
korosi elektrokimia dan efek mekanis dari gerakan relatif antara elektrolit dan
permukaan korosi. Korosi Erosi dapat juga didefinisikan sebagai degradasi
yang dipercepat akibat adanya gerak relatif. Gerakan disini pada umumnya
adalah gerakan dengan kecepatan tinggi yang diikuti dengan efek abrasi dan
pengausan mekanis. Permukaan yang beralur dan berombak menandakan arah
karakter dari bentuk kerusakan ini. Korosi Erosi dapat ditemukan pada sistem
perpipaan (terutama pada bend, elbow dan joint), valve, pompa, nozzles, heat
exchangers, turbine blades, baffles dan penggilingan. Impingement dan
Cavitation adalah bentuk khusus dari korosi erosi.
Secara teoritis selain dipengaruhi oleh kecepatan fluida atau corrosive
environment lainnya, laju korosi erosi juga erat hubungannya dengan pH dan
temperatur pada sistem dimana korosi erosi terjadi, apabila pH semakin
rendah maka laju korosi erosi akan semakin tinggi, apabila temperatur
semakin tinggi korosi erosi semakin tinggi.
2.2. Pump and Piping Systems

3. Pompa sentrifugal dipakai pada sebagian besar industri pertambangan
untuk memindahkan atau transport slurry. Slurry adalah campuran fasa padat
dan cair seperti pasir dan air, kaolin, slurry pada proses zinc hydromelallurgy,
dan lain-lain. Umur dari pompa ini bisa mencapai beberapa minggu sampai
dengan beberapa tahun operasi bergantung pada jenis dan karakteristik slurry
yang diangkutnya. Terdapat banyak masalah yang terjadi pada pompa
sentrifugal ini saat operasinya, masalah tersebut antara lain: aus, erosi, korosi,
kavitasi dan lain-lain. Pompa sentrifugal tersusun atas bebrapa komponen,
antara lain: impeller, volute atau cashing, shaft sleeve, dan lain-lain. Bagian
yang paling sering dan parah mengalami kerusakan adalah impeller.
Impeller adalah bagian dari pompa yang berputar dan berfungsi mengubah
tenaga mesin ke tenaga kinetik. Impeller yang digunakan merupakan impeller
pompa sentrifugal. Pada proses produksi kaolin pompa ini berfungsi untuk
memompakan slurry dari slurry pool ke mesin press untuk dipisahkan dengan
air. Kaolin merupakan massa batuan yang tersusun dari material lempung
dengan kandungan besi yang rendah, dan umumnya berwarna putih atau agak
keputihan. Kaolin mempunyai nama kimia alumunium silikat hidrat dengan
simbol kimia Al2O3·2SiO2·2H2O serta memiliki banyak aplikasi di industri.
Gambar 3.2 sketsa Pump impeller

4. III. DATA PENGAMATAN
3.1 Pengamatan Visual dan Sifat Material
Gambar 1.1 impeller yang terkena
serangan korosi Erosi
Bagian yang paling parah terkena serangan korosi erosi adalah bagian tepi
dari pump impeller. Dari data yang didapatkan bahwa material yang
digunakan adalah ACI-CN-7M Stainless steel cast.
Tabel.1 komposisi kimia ACI-CN-7M Stainless steel cast
Unsur Persentase (%)
C 0,07 max
Cr 18-22
Ni 21-31
Mn 1,5 max
Cu 3-4%
Mo 2-3%
Si 1% maximum
Fe 31-44% (ballance)
Tabel.1 Mechanical Properties 300 series Austenic Stainless steel

5. ACI CN-7M merupakan material yang tahan terhadap korosi terutama
lingkungan H2SO4.
3.2 Pengamatan Kondisi Kerja
Pump Impeller ini digunakan dilingkungan industri pertambangan, seperti
yang sudah dijelaskan diatas industri pertambangn begitu rentan terhadap
terjadinya korosi Telah dilaporkan bahwa pump impeller ini mengalami korosi
erosi setelah kontak langsung dengan H2SO4 panas yang hadir dalam bentuk
padatan, H2SO4 diperoleh dari mineral besi sulfida terutama pirit dan
Marcasite, yang umumnya terkait dengan jenis paling mineralisasi. Oksidasi
pirit menghasilkan asam sulfat (H2SO4). Akibatnya air tambang menjadi asam
dengan pH 2. Karena terbatasnya data yang diperoleh maka kami mengambil
asumsi untuk temperature operasi dari pump impeller ini pada suhu diatas
40oC. Pump Impeller digunakan untuk memompakan slurry dengan
kandungan air kurang lebih 80% dari slurry pool ke mesin press dengan tujuan
untuk mengurangi kadar air menjadi maksimal 35%.
IV. ANALISA KEGAGALAN DAN SOLUSI
Material yang digunakan tahan terhadap korosi karena adanya lapisan
pelindung yang terbentuk dibagian permukaan material, material ini memang
dibuat khusus untuk ketahanan terhadap asam sulfat (H2SO4). Jika dilihat dari
kondisi kerja pada komponen ini memang sangat memungkinkan terjadinya
korosi erosi, karena banyaknya partikel-partikel yang terdapat dalam slurry
dan kecepatan fluida yang tinggi merupakan faktor utama penyebab terjadinya
korosi erosi pada kompenen ini. Kondisi lingkungan yang termasuk asam kuat
dan diperparah dengan hadirnya bakteri yang dapat meningkatkan produksi
H2SO4 sampai empat kali lipat, Kondisi H2SO4 juga dalam keadaan panas.
Menuurt Luce paduan ini cocok smapai T= 80oC dan [H2SO4] = 50 %,
diperkirakan karena temperatur dan konsentrasi H2SO4 yang tinggi juga
berperan dalam kegagalan ini. Adapun mekanisme terjadinya korosi erosi
pada pump impeller ini, sebagai berikut.
1. Partikel-partikel yang terdapat dalam fluida menumbuk dan
bergesekan langsung dengan permukaan logam, dan kecepatan fluida
yang tinggi mengakibatkan tumbukan dan gesekan semakin keras,
sehingga merusak lapisan pelindung dan terjadi pengikisan
dipermukaan.

6. 2. Lapisan pelindung telah rusak dan H2SO4 mulai berperan, kondisi
H2SO4 yang dalam keadaan panas dengan konsentrasi yang tinggi dan
adanya aspek mekanis dari fluida dan partikel dalam fluida semakin
meningkatkan laju korosi, logam semakin terkikis dan terbentuk
permukaan yang tidak rata. Serangan ini akan terus berlanjut mengikis
dan merusak lapisan pelindung yang baru saja terbentuk, rusaknya
lapisan pelindung tersebut akan mengakibatkan serangan lebih lanjut
pada logam yang lebih dalam sampai membentuk cekungan.
Gambar 4.3 grafik isocorrosion untuk ACI CN-7M dalam asam sulfat
Dari mekanisme tersebut dapat disimpulkan bahwa logam tidak tahan
terhadap tumbukan dan gesekan yang terjadi yang mengakibatkan terjadinya
erosi dan merusak lapisan pelindung, maka solusi untuk mengatasi kasus
kegagal ini bisa dilakukan dengan cara:
Gunakan lebih besar diameter pipa untuk mengurangi kecepatan
aliran fluida untuk mengurangi tumbukan yang berlebihan, tetapi
apabila hal ini dilakukan akan berpengaruh pada kapasitas produksi
serta kualitas dari produk. Kapasitas produksi jelas akan menurun
karena kecepatan alir kita turunkan sehingga memerlukan waktu yang
lebih lama untuk satu proses press, sedangkan qualitas akan menurun
karena kadar air yang diperoleh dari proses press akan naik karena
kecepatan alir diturunkan.
Menggunakan logam yang lebih keras yang tahan terhadap korosi
erosi, yaitu : ACI CD-4MCu
Memperkecil ukuran-ukuran partikel yang terdapat dalam fluida.

7. V. KESIMPULAN
Kerusakan pada pump impeller ini akibat material tidak tahan terhadap
korosi erosi yang disebabkan oleh tumbukan dan gesekan partikel-
partikel yang terdapat dalam fuida dan sifat fluida yang korosif dalam
keadaan panas.
Solusi untuk mengatasi masalah tersebut dengan mengganti material
menggunakan ACI CD-4MCU
Memperkecil uk uran-ukuran partikel yang terdapat dalam fluida.

8. REFERENSI
1. ASM Metals Handbook vol 13 – Corrosion
2. Mars G.Fontana “ Corrosion Engineering 3rd ” McGraw-Hill, New York,
1986.
3. Badan Geologi, Pusat sumber daya geologi “Pemanfaatan dan
permasalahan mineral sulfida” (diakses tanggal 10 juni
2012)http://psdg.bgl.esdm.go.id/index.php?option=com_content&view=ar
ticle&id=491&Itemid=395
4. sri bimo pratomo “Materi kuliah logam teknik “
5. “The Corrosion Resistance of Nickel-Containing Alloys in Sulfuric Acid
and Related Compounds” The International Nickel Company, Inc.
6. Sri Nugroho, Singgih Puji Raharjo “Analisis kegagalan Impeller Slurry
pump di industry kaolin” Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro.
7. Dimas Yusuf, Daniel M. Rosyid, Soegiono “Risk Assessment Pada Valve
dan Bend Akibat Korosi Erosi” Teknik Kelautan, Institut Teknologi
Surabaya.

9. KOROSI EROSI PADA PUMP IMPELLER
DI INDUSTRI PERTAMBANGAN
Diajukan untuk memenuhi syarat penilaian mata kuliah inspeksi korosi
Oleh :
Supendi 2613091037
Dayen Dwi S. 2613081042
JURUSAN TEKNIK METALURGI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS JENDERAL ACHMAD YANI
BANDUNG
2012