Karat, korosi, oksidasi
Korosi dapat menyebabkan masalah yang signifikan ketika mengikis jembatan baja atau struktur lainnya. Miliaran dolar dihabiskan setiap tahunnya untuk pencegahan korosi dan masalah-terkait korosi lainnya.
Korosi adalah reaksi kimia yang terjadi antara dua zat, setidaknya salah satunya adalah logam, yang terjadi pertukaran elektron. Karat sama dengan korosi, namun hanya jika reaksi ini terjadi pada baja barulah disebut karat. Transformasi ini biasanya melibatkan reaksi dengan oksigen, di mana logam murni diubah menjadi oksida logam yang lebih stabil secara kimia.
Istilah "oksidasi" sering digunakan dan menyiratkan bahwa ia selalu bereaksi dengan oksigen. Namun, hal ini tidak selalu terjadi, dan istilah "oksidasi" sekarang digunakan untuk merujuk pada semua reaksi kimia yang melibatkan pertukaran elektron.
Misalnya, hal ini sering terjadi pada baterai atau akumulator dan disebut reaksi oksidasi reduktif.
Apa itu baja tahan cuaca?
Sejak manusia mengolah besi, korosi dan perlindungan korosi yang efektif telah berperan. Antara lain, diterapkan sedemikian rupa sehingga lapisan oksida menjadi sangat padat sehingga tidak lagi memungkinkan oksigen masuk ke bahan di bawahnya, sehingga menghentikan proses oksidasi. Contoh bagusnya adalah baja tahan karat, di mana kromium bereaksi dengan oksigen membentuk kromium oksida, yang memberikan lapisan kedap oksigen pada permukaannya. Kerugiannya adalah kombinasi kromium dan nikel yang banyak digunakan dalam baja tahan karat menyebabkan harga bahan menjadi tinggi.
Pada tahun 1932, penemu Byramji D. Saklatwalla mengembangkan varian baja yang menghasilkan permukaan kedap oksigen-. Varian ini dikembangkan lebih lanjut oleh United Steel Corporation dan diberi nama baja COR-TEN. Ini adalah singkatan dari "CORrosion-tahan" dan "TENsile Strength". Baja-tahan cuaca adalah baja-paduan rendah yang terdiri dari besi yang telah ditambahkan sejumlah kecil tembaga, fosfor, silikon, nikel, dan kromium. Kekuatan tarik (kekuatan luluh) material kira-kira 355MPA (N/mm²). Oleh karena itu, Corten adalah nama merek untuk baja Weathering, yang hanya dipasok oleh US Steel Corporation.
Baja yang mengalami pelapukan akan berkarat seperti baja struktural biasa. Namun, itu akan membentuk lapisan oksida yang sangat padat yang mencegah penetrasi oksigen.
Penggunaan baja tahan cuaca
Baja tahan cuaca banyak digunakan dalam kreasi artistik, oleh karena itu dijuluki "baja seniman". Ini juga digunakan dalam struktur arsitektur seperti kontainer pengiriman, jembatan, dan cerobong asap. Dalam beberapa tahun terakhir, penerapannya sebagai bahan atap atau pelapis dalam industri konstruksi semakin meningkat. Baja yang tahan cuaca juga sering dianggap sebagai penghalang suara di sepanjang jalan raya. Selain itu, bahan ini banyak ditemukan pada berbagai produk berkebun, seperti petak bunga, pekebun, pagar, lantai berpalang, atau gerbang taman. Lubang api dan perapian taman juga sering kali terbuat dari baja tahan cuaca. Temperatur yang tinggi menyebabkan baja yang mengalami pelapukan lebih cepat teroksidasi dan lebih cepat membentuk lapisan karat. Karena ketahanannya terhadap karat, barang-barang ini biasanya dapat bertahan lama.
Masalah yang perlu dipertimbangkan dalam desain dan konstruksi
Meskipun baja tahan cuaca-tidak dapat ditembus oksigen, namun tetap rentan terhadap keausan. Hujan asam, hujan es, atau abrasi pasir dapat menyebabkan hal ini. Keausan akan mengekspos material di bawahnya, sehingga memulai kembali proses oksidasi. Oleh karena itu, baja yang mengalami pelapukan dapat berkarat setelah beberapa waktu digunakan. Lingkungan-garam tinggi (seperti daerah pesisir atau tempat penggunaan garam di musim dingin) juga dapat menurunkan lapisan oksida permukaan.
Pelapukan baja memerlukan kondisi basah dan kering secara bergantian untuk membentuk lapisan pelindung yang baik. Jika baja disimpan di lingkungan lembab dalam waktu lama, pada akhirnya baja akan berkarat. Oleh karena itu, selama perancangan dan konstruksi, penting untuk memastikan bahwa tidak ada celah yang memungkinkan air menumpuk. Daun lembap yang tertinggal pada bahan juga dapat menimbulkan masalah.
Pengelasan baja tahan cuaca memerlukan penggunaan bahan aditif dengan komposisi yang sama dengan baja itu sendiri. Artinya kekuatan logam pengisi tidak akan melebihi kekuatan bahan dasar. Hal ini sangat berbeda dengan bahan aditif yang digunakan dalam pengelasan baja struktural. Selain itu, hasil lasan harus halus untuk mencegah air merembes ke dalam rongga atau celah.
Pengencang seperti sekrup atau baut sebaiknya terbuat dari baja tahan cuaca, namun bahan ini seringkali sulit diperoleh. Opsi lainnya adalah menggunakan pengencang yang terbuat dari-baja tahan karat, namun hal ini meningkatkan biaya pemrosesan.
Selama proses karat, limpasan air hujan dapat meninggalkan bekas karat pada material di bawahnya. Proses karat ini bisa memakan waktu beberapa bulan.
