Di pembangkit listrik tenaga surya, catatan pemeliharaan menceritakan kisah yang familiar. Endapan kapur berwarna putih menyebar di sekitar baut baja tahan karat pada rel pemasangan aluminium, dan lubang mulai terbentuk di bawah setiap kepala baut. Ini adalah reaksi aluminium dan baja tahan karat dalam praktiknya, dan merupakan salah satu penyebab paling umum kegagalan dini pada rakitan logam campuran. Reaksi tersebut tidak berarti kedua logam tersebut tidak akan pernah dapat digunakan bersama-sama. Artinya, sambungan harus dirancang dengan pemahaman yang jelas tentang korosi galvanik, yang merupakan hal yang dijelaskan dalam artikel ini.
Apa Sebenarnya Reaksi Aluminium dan Stainless Steel
Reaksi aluminium dan baja tahan karat merupakan salah satu bentuk korosi galvanik, disebut juga korosi bimetalik. Ketika kedua logam berada dalam kontak listrik dan keduanya terkena elektrolit, baik semprotan laut, air hujan, kondensasi, atau kelembapan yang terus-menerus, keduanya membentuk pasangan galvanik. Aluminium, logam yang kurang mulia, menjadi anoda dan mulai melepaskan ion logam. Baja tahan karat, semakin banyak logam mulia, menjadi katoda. Elektron berpindah dari anoda ke katoda melalui sambungan logam, dan elektrolit melengkapi rangkaian listrik. Hasilnya adalah aluminium terkorosi jauh lebih cepat dibandingkan jika aluminium sendiri.
Ini bukan serangan kimia baja tahan karat pada aluminium. Baja tahan karat hanya bertindak sebagai katoda besar dan efisien yang mempercepat korosi alami pada aluminium. Tanda-tanda yang terlihat sangat khas: produk korosi berwarna putih atau abu-abu pada permukaan aluminium, lubang di sekitar kepala pengikat atau mesin cuci, dan, dalam kasus yang parah, hilangnya gaya penjepitan secara bertahap seiring dengan hilangnya ketebalan aluminium.
Tiga Kondisi Yang Harus Ada
Korosi galvanik tidak terjadi secara otomatis. Hal ini memerlukan tiga kondisi simultan, dan menghilangkan salah satu dari kondisi tersebut akan menghentikan reaksi.
- Kontak listrik. Kedua logam tersebut harus dihubungkan melalui jalur konduktif. Baut baja tahan karat yang digerakkan ke rel aluminium, atau braket aluminium yang dijepit dengan mur baja tahan karat, menyediakan jalur tersebut dengan tepat.
- Sebuah elektrolit. Fluida konduktif harus menjembatani kedua permukaan. Air asin adalah elektrolit yang paling agresif, namun air hujan, kondensasi, dan bahkan kelembapan yang diserap di bawah lapisan dapat mendorong reaksi dengan kecepatan yang berarti.
- Perbedaan potensial elektrokimia. Logam-logam tersebut harus berbeda dalam kecenderungannya untuk menimbulkan korosi. Aluminium dan baja tahan karat berbeda sekitar setengah volt dalam air laut, yang lebih dari cukup untuk menahan korosi yang signifikan.
Konsekuensi praktisnya sangat jelas: menjaga logam tetap kering, memisahkannya secara elektrik, atau menerima bahwa aluminium akan menimbulkan korosi. Setiap metode pencegahan yang efektif menyerang salah satu dari tiga kondisi ini.
Mengapa Aluminium Selalu Menjadi Logam Korban
Setiap logam mempunyai posisi pada seri galvanik, yang mengurutkan material berdasarkan potensi korosinya pada lingkungan tertentu. Di air laut, baja tahan karat berada jauh di atas aluminium. Artinya, baja tahan karat adalah katoda dan aluminium adalah anoda setiap kali keduanya dihubungkan dalam rakitan basah.
| Logam | Posisi di Air Laut | Perilaku Pasangan Aluminium-Baja |
|---|---|---|
| Paduan aluminium | Aktif (anodik) | menimbulkan korosi; menjadi logam korban |
| baja tahan karat 304 | Mulia (katodik) | Dilindungi; tidak ada kehilangan massal yang berarti |
| 316 baja tahan karat | Mulia (katodik) | Dilindungi; tidak ada kehilangan massal yang berarti |
Satu nuansa perlu diketahui. Baja tahan karat hanya bersifat mulia jika lapisan oksida pasifnya masih utuh. Di dalam celah yang miskin oksigen, seperti celah di bawah kepala baut atau di antara permukaan yang dijepit rapat, baja tahan karat dapat kehilangan lapisan pasifnya dan menjadi aktif. Itulah sebabnya korosi celah muncul pada pengencang tahan karat bahkan tanpa adanya aluminium. Namun, pada pasangan aluminium-baja yang terpapar cuaca, hasil praktisnya konsisten: aluminium adalah logam yang kehilangan material.
Ketika Aluminium dan Baja Tahan Karat Dapat Digunakan Bersamaan dengan Aman
Reaksi aluminium dan baja tahan karat tidak bisa dihindari. Rakitan logam campuran yang tak terhitung jumlahnya telah memberikan masa pakai yang lama karena kondisi korosi galvanik tidak pernah terpenuhi.
- Lingkungan dalam ruangan dan kering. Interior yang berpemanas dan berventilasi jarang menyediakan cukup elektrolit untuk menahan korosi galvanik, sehingga pasangan tersebut mungkin tetap tidak aktif selama beberapa dekade.
- Sambungan tertutup. Jika antarmuka dilapisi dengan sealant yang kompatibel, atau dipisahkan oleh penghalang yang tidak mengandung uap air, elektrolit tidak dapat mencapai sambungan dan sirkuit tetap terbuka.
- Rasio area yang menguntungkan. Ketika bagian aluminium besar dan bagian baja tahan karat kecil, arus galvanik menyebar ke permukaan aluminium yang luas, sehingga laju korosi lokal dapat diterima untuk umur desain yang diinginkan. Kasus berbahayanya adalah sebaliknya: komponen aluminium kecil yang dipasang pada struktur baja tahan karat besar memusatkan semua korosi pada anoda kecil dan cepat rusak.
Untuk layanan luar ruangan atau laut, asumsi konservatifnya adalah bahwa pada akhirnya akan ada kelembapan. Dalam pemasangan tenaga surya, pelapis arsitektural, perangkat keras kapal, dan peralatan industri yang terpapar cuaca, pencegahan lebih merupakan persyaratan desain dan bukan pilihan.
Cara Mencegah Korosi Galvanik pada Rakitan Logam Campuran
Cara paling andal untuk menghentikan korosi galvanik adalah dengan memutus sirkuit listrik antara kedua logam, atau menjauhkan elektrolit dari sambungan. Beberapa tindakan dapat dikombinasikan dengan baik.
- Isolasi dengan penghalang non-konduktif. Mesin cuci nilon atau serat di bawah kepala pengikat baja tahan karat, dikombinasikan dengan selongsong isolasi di atas betis baut, mencegah kontak langsung logam-ke-logam. Ini adalah satu-satunya metode yang paling efektif.
- Tutup sambungannya. Sealant polisulfida, poliuretan, atau butil yang diaplikasikan di sekitar kepala pengikat dan di sepanjang tepi sambungan menghilangkan kelembapan dan memisahkan permukaan secara fisik.
- Gunakan pelapis dengan hati-hati. Melapisi bubuk atau mengecat aluminium sebelum perakitan akan menambah penghalang, tetapi goresan atau serpihan apa pun dapat menimbulkan anoda lokal. Pelapisan tidak boleh menjadi satu-satunya garis pertahanan.
- Desain untuk drainase. Posisikan sambungan sehingga air mengalir keluar dari pengikat dan tidak menggenang di sekitarnya.
Mesin cuci datar stainless steel memiliki peran ganda dalam sistem ini. Ini menyebarkan beban penjepitan ke area yang lebih luas, yang penting pada aluminium lunak, dan memberikan permukaan bantalan yang halus untuk kepala mur atau baut. Ia tidak dengan sendirinya menghentikan korosi galvanik kecuali jika dipisahkan dari aluminium dengan lapisan isolasi. Saat dipasangkan dengan mesin cuci nilon atau manik penyegel, mesin cuci datar baja tahan karat 304 memberikan masa pakai yang lama dan kinerja penjepitan yang konsisten.
Mesin Cuci Datar SS304 untuk Baut M10, DIN125/GB97 Mesin cuci datar baja tahan karat 304 ini menyebarkan beban penjepit pada aluminium lunak dan memberikan permukaan bantalan yang halus, meskipun isolasi galvanik masih memerlukan lapisan pemisah. Lihat Produk → Memilih Kelas Pengikat Stainless Steel yang Tepat
Jika desain memerlukan pengencang baja tahan karat yang bersentuhan dengan aluminium, dua pilihan standarnya adalah baja tahan karat 304 (A2) dan 316 (A4). Keduanya merupakan kelas austenitik dengan ketahanan korosi yang jauh lebih baik daripada baja karbon, dan keduanya berada pada posisi yang sama pada seri galvanik. Seleksi tersebut tidak mengubah perilaku galvanis pasangan. Tidak ada satu pun grade yang lebih baik dibandingkan grade lainnya dalam melindungi aluminium, sehingga keputusan sebenarnya bergantung pada seberapa baik pengikat itu dapat bertahan dalam lingkungan servis.
Baja tahan karat 304 adalah standar untuk sebagian besar pekerjaan industri dan arsitektur. Ini tahan terhadap korosi atmosferik, air tawar, dan berbagai macam bahan kimia. Untuk panel surya di bagian dalam atau fasad bangunan, pengikat baja tahan karat kelas 304 adalah pilihan yang terbukti dan hemat biaya. Baik 304 maupun 316 diproduksi sesuai standar DIN 933, GB5783, dan ISO 4017, serta panduan kami untuk Baut segi enam baja tahan karat 304 versus 316 membandingkan kedua nilai tersebut secara lebih rinci.
Baut Kepala Segi Enam SS304 M10, Standar DIN933 Baut baja tahan karat 304 yang terbukti dan hemat biaya untuk lingkungan pedalaman atau umum, menawarkan ketahanan terhadap korosi di atmosfer dan kinerja penahan beban yang andal untuk sambungan struktural. Lihat Produk → Baja tahan karat 316 menambahkan molibdenum, yang meningkatkan ketahanan terhadap klorida. Instalasi pesisir, perangkat keras kapal, dan lingkungan apa pun yang terkena garam jalan harus menggunakan 316 untuk pengencang, karena pengikat harus bertahan lebih lama dari perakitan dalam kondisi yang paling menuntut. Sebagai aturan umum, rentang pengikat baja tahan karat untuk proyek logam campuran harus dipilih berdasarkan paparan klorida, bukan berdasarkan asumsi bahwa kadar yang berbeda akan melindungi aluminium.
| Lingkungan Layanan | Kelas yang Direkomendasikan | Dasar Pilihan |
|---|---|---|
| Perakitan dalam ruangan yang kering | 304 (A2) | Risiko galvanik rendah; elektrolit jarang ada |
| Umum di luar ruangan, di pedalaman | 304 (A2) | Hujan dan kelembapan dapat diatasi dengan isolasi |
| Pesisir atau laut | 316 (A4) | Resistensi klorida melindungi benang dan kepala |
| Paparan garam untuk menghilangkan lapisan es | 316 (A4) | Garam merupakan ancaman yang dominan; 316 adalah pilihan yang lebih aman |
Untuk pemasangan di pantai, memasangkan mur hex 316 dengan baut 316 adalah pilihan yang paling andal, terutama untuk sambungan berulir yang akan diperiksa seiring berjalannya waktu. Perbedaan ketahanan korosi antara 304 dan 316 di atmosfer laut cukup signifikan untuk membenarkan biaya yang lebih tinggi dari 316.
Mur Hex SS316 M10, Standar DIN934 Mur hex baja tahan karat 316 dengan grade A4-80, dirancang untuk lingkungan laut dan kaya klorida, memberikan penjepitan yang aman dan ketahanan korosi jangka panjang saat dipasangkan dengan baut 316. Lihat Produk → Pedoman Perakitan Praktis
Rakitan logam campuran gagal jika dasar-dasarnya dilewati. Urutan berikut telah terbukti efektif untuk pemasangan tenaga surya, perangkat keras dek laut, rangka industri, dan struktur arsitektur aluminium.
- Bersihkan kedua permukaan yang rusak sebelum perakitan. Kontaminasi gemuk, pasir, atau konduktif dapat menimbulkan sel korosi meskipun desainnya benar.
- Instal lapisan isolasi terlebih dahulu. Tempatkan mesin cuci nilon atau manik penyegel di bawah kepala pengikat baja tahan karat dan pada permukaan bantalan mur.
- Kencangkan sesuai torsi terukur. Torsi yang berlebihan akan menghancurkan lapisan isolasi, merusak aluminium, dan membuat sambungan rentan terhadap korosi galvanik dan relaksasi tegangan.
- Periksa setelah musim pemaparan pertama. Korosi awal tampak sebagai bubuk putih atau lubang samar. Jika ketahuan, perbaikannya adalah penggantian mesin cuci dan setetes sealant, bukan perbaikan struktural.
Semua hal ini tidak boleh menghalangi para insinyur dan perakit untuk menggunakan aluminium dan baja tahan karat secara bersamaan. Kedua bahan tersebut bekerja dengan baik sebagai suatu sistem jika aturan di atas dipatuhi. Aluminium terkorosi hanya jika sirkuit galvanik tetap lengkap, dan sirkuit tersebut mudah diputus.
Jembatan No.2, Jalan Chuangxin, Kota Dainan, Kota Xinghua, Kota Taizhou, Provinsi Jiangsu 
+86-17315333748(Wechat)
+86-17315333748(Wechat/Whatsapp)
