Analisis Laju Korosi Dan Kekerasan SS 904L Dengan Sacrificial Protection Pada Material Propeler

Jad Farras Humaid, Dr. Lilik Dwi Setyana, S.T., M.T., IPM

2026 | Tugas Akhir | D4 TEKNOLOGI REKAYASA MESIN

Propeler atau baling-baling kapal merupakan komponen krusial dalam sistem penggerak kapal yang berfungsi mengubah tenaga putar dari mesin menjadi gaya dorong mekanis. Sebagai komponen yang beroperasi sepenuhnya di bawah permukaan air, propeler terus-menerus berinteraksi dengan lingkungan laut yang sangat korosif akibat kadar salinitas yang tinggi. Tekanan hidrodinamis dan paparan elektrolit air laut ini sering kali memicu degradasi material yang cepat, di mana secara statistik sekitar 90% kerusakan pada komponen bawah air seperti propeler disebabkan oleh fenomena korosi. Oleh karena itu, pemilihan material seperti baja tahan karat dengan tipe SS 904L menjadi sangat penting untuk menjaga keandalan operasional kapal. 

Penelitian ini memfokuskan pada analisis penggunaan sistem sacrificial protection atau sering disebut anoda korban menggunakan bahan utama seng untuk melindungi material SS 904L yang diaplikasikan pada propeler. Metode penelitian dilakukan secara eksperimental dengan merendam spesimen dalam media air laut bersalinitas 35 ppt selama total 400 jam. Pengamatan dilakukan setiap interval 100 jam untuk mengukur dua parameter utama: laju korosi menggunakan metode kehilangan berat (weight loss) dan perubahan sifat mekanis material melalui uji kekerasan Vickers dan uji Impact Strength. Tujuan utamanya adalah untuk melihat sejauh mana anoda korban mampu menghambat laju kerusakan pada material SS 904L di lingkungan laut yang ekstrem. 

Hasil penelitian anoda korban seng sangat efektif meningkatkan ketahanan material dengan menekan laju korosi dari rentang 0,0426–0,0516 mmpy (tanpa pelindung) menjadi 0,0191–0,0209 mmpy (dengan pelindung), sehingga masuk dalam kategori "Sangat Baik". Sistem proteksi ini juga berhasil menjaga stabilitas nilai kekerasan spesimen agar tetap mendekati referensi awal (178,38 HV). Sebaliknya, spesimen tanpa pelindung mengalami kenaikan kekerasan yang fluktuatif hingga 191,16 HV akibat terbentuknya lapisan pasivasi oksida yang keras tetapi rapuh pada permukaan material. Di sisi lain dengan dilakukan uji impact strength, nilai impact strength material terpantau stabil dalam rentang 3,83 J/mm² hingga 4,58 J/mm² jika dibandingkan dengan nilai awal (3,98 J/mm²). Analisis makroskopis secara konsisten menunjukkan karakteristik patahan ulet (ductile fracture) yang ditandai dengan penampang berserat, buram, serta terjadinya deformasi plastis yang intens. Kestabilan ini dipengaruhi oleh struktur kristal Face-Centered Cubic (FCC) khas baja austenitik, sehingga kombinasi material SS 904L dan anoda korban seng terbukti andal untuk memperpanjang umur pakai propeler kapal.

A ship propeller is a crucial component in marine propulsion systems, functioning to convert rotational energy from the engine into mechanical thrust. As a component operating entirely underwater, the propeller continuously interacts with a highly corrosive marine environment due to high salinity levels. Hydrodynamic pressure and exposure to seawater electrolytes often trigger rapid material degradation, where statistics show that approximately 90% of damage to underwater components like propellers is caused by corrosion phenomena. Therefore, the selection of materials such as Stainless Steel 904L (SS 904L) is highly critical to maintaining the operational reliability of the ship. This research focuses on analyzing the utilization of a sacrificial protection system, commonly referred to as a sacrificial anode, using zinc as the primary material to protect SS 904L applied to propellers.  

The research method was conducted experimentally by immersing specimens in a seawater environment with a salinity of 35 ppt for a total of 400 hours. Observations were performed at 100-hour intervals to measure two primary parameters: the corrosion rate using the weight loss method and changes in the mechanical properties of the material through Vickers hardness and impact strength tests. The primary objective is to evaluate the extent to which the sacrificial anode can inhibit the degradation rate of SS 904L in an extreme marine environment.  

The results indicate that the zinc sacrificial anode is highly effective in increasing material resistance by reducing the corrosion rate from a range of 0.0426–0.0516 mmpy (unprotected) to 0.0191–0.0209 mmpy (protected), placing it within the "Excellent" category. This protection system also successfully maintained the stability of the specimen's hardness value to remain close to the initial reference (178.38 HV). Conversely, unprotected specimens experienced a fluctuating increase in hardness up to 191.16 HV due to the formation of a hard but brittle oxide passivation layer on the material surface. On the other hand, through impact strength testing, the material's toughness (impact strength) was observed to remain stable within the range of 3.83 J/mm² to 4.58 J/mm² compared to the initial value (3.98 J/mm²). Macroscopic analysis consistently showed ductile fracture characteristics, marked by a fibrous and dull cross-section, as well as intense plastic deformation. This stability is influenced by the Face-Centered Cubic (FCC) crystal structure typical of austenitic steel; thus, the combination of SS 904L and zinc anode is proven reliable for extending the service life of ship propellers.

Kata Kunci : Anoda Korban, Impact Strength, Kekerasan, Laju Korosi, Propeler, SS 904L