Perendaman Logam dan Paduan

Ini adalah potensial listrik diferensial antara anoda (+) dan katoda (-) yang merupakan kunci untuk contoh korosi lembab yang dijelaskan di atas. Diferensial ini terutama dihasilkan oleh perbedaan ketersediaan oksigen antara tepi dan pusat tetesan air.

Potensi diferensial juga dapat dihasilkan oleh kehadiran (dan kontak) logam berbeda yang direndam dalam larutan elektrolit teroksigenasi (Illston dkk., 1979; Bryson, 1987).

Korosi yang disebabkan oleh kopling semacam itu dapat menjadi sangat agresif dan dapat dihasilkan dari penggunaan logam yang berbeda (kabel baja dengan pelat atau jangkar aluminium) atau dari keberadaan baut kabel dalam bijih sulfida yang kaya.

Memang, baut batuan di badan bijih sulfida telah secara signifikan mengurangi masa pakai (Hoey dan Dingley, 1971; Gunasekera, 1992).

Sel korosi juga dapat dihasilkan pada permukaan baut kabel pada titik di mana transisi tiba-tiba di lingkungan terjadi. Ini termasuk cakupan nat diferensial, misalnya, di kerah lubang bor, di celah tembus di nat, di mana kabel melintasi meja air lokal, atau di dalam rongga di kolom nat. Oksigen (atmosfer atau terlarut) adalah komponen penting dari reaksi katodik yang dibahas sejauh ini.

Oleh karena itu, konsentrasi oksigen merupakan faktor penting yang mengatur laju korosi. Namun, dalam lingkungan berair dengan tingkat keasaman tinggi atau pH rendah, ion hidrogen (H) dalam larutan asam bereaksi + secara katodik dengan elektron bebas dalam baja untuk membentuk gas hidrogen (H).

Reaksi 2 ini dilawan seperti sebelumnya dengan pelepasan ion besi dari baja dan tidak memerlukan keberadaan oksigen. Sementara konsentrasi oksigen biasanya mengontrol laju korosi (kehilangan ion besi), reaksi asam (H) mendominasi di bawah pH +4 dan dapat menjadi sangat agresif.

Meskipun tidak umum seperti korosi yang berhubungan dengan oksigen, korosi asam dapat menimbulkan bahaya serius bagi penyangga tambang (Gunasekera, 1992) karena lajunya yang dipercepat. Pengambilan sampel air tanah dan/atau air tambang untuk pH relatif sederhana sehingga risikonya dapat dengan mudah ditentukan. Di Kanada, air tambang dengan pH 2,8 telah dicatat di tambang bawah tanah, dan pengukuran 3-4 tidak jarang (Minick dan Olson, 1987). Air asam tambang sering dikaitkan dengan oksidasi bijih sulfida (terutama pirit dan marcasite) yang menghasilkan asam sulfat dan tingkat pH serendah 1,5-2 (Gunasekera, 1992).

Selain itu, ada banyak spesies bakteri yang tumbuh subur di lingkungan bawah tanah dan yang sangat mempercepat pemecahan sulfida untuk membentuk asam sulfat. Spesies yang berbeda aktif dengan dan tanpa kehadiran oksigen. Bakteri tersebut dapat mempercepat produksi asam di perairan tambang dengan faktor empat dengan peningkatan terkait laju korosi.

Korosi yang Dipercepat

Pertimbangan utama dalam perbautan kabel adalah percepatan salah satu dari proses korosi ini pada titik-titik regangan berlebihan pada baut kabel. Ketika baja mengalami regangan dalam tarik atau geser melintasi sambungan di batuan oleh gerakan massa batuan, atau dibengkokkan oleh pemasangan pelat yang tidak tepat, kerentanan terhadap semua bentuk korosi meningkat. Setiap karat permukaan pelindung retak oleh regangan seperti itu yang mengekspos permukaan baru. Retakan mikroskopis yang terbentuk di area dengan regangan tinggi menciptakan saluran korosi di luar permukaan baja. Selain itu, ikatan ion yang tegang dalam logam meningkatkan potensi interaksi besi-elektrolit dan penggetasan hidrogen (Littlejohn dan Bruce, 1975).

Apa yang disebut retak korosi tegangan ini penting karena kabel akan cenderung terkorosi jauh lebih cepat di lingkungan yang agresif tepat ketika dan di mana integritas mekanisnya paling diuji dan paling kritis. Dalam kasus baut kabel yang digrout, konsentrasi beban di sepanjang panjang kabel biasanya terkait dengan retakan penuh dan pemisahan di seluruh kolom nat. Hal ini memungkinkan serangan langsung dan terfokus pada baja stres oleh agen korosif. Korosi tegangan sering kali merupakan mekanisme terakhir dalam kegagalan cablebolt di lingkungan korosif.

Efek Geometri Baut Kabel

Secara umum, baja karbon tinggi yang digunakan dalam pembuatan untai baut kabel lebih tahan korosi daripada baja yang digunakan pada baut batu konvensional. Namun demikian, fitur tertentu dari baut kabel grouting yang meningkatkan potensi korosi yang merugikan termasuk adanya seruling (v-grooves), saluran internal antara kabel luar dan kabel raja, serta pembentukan situs korosi terkonsentrasi pada bidang pemisahan di batu dan nat. Rongga dan gelembung di kolom nat juga menciptakan sel korosi potensial.

Ringkasan Rekomendasi untuk Lingkungan Korosif

Korosi jarang menjadi masalah dalam dukungan kabel stope terbuka, hanya karena masa pakai yang singkat. Stopes potong dan isi dapat dibuka hingga satu tahun atau lebih dan kabel di atas kepala, oleh karena itu, tidak boleh menimbulkan korosi ke tingkat yang tidak dapat diterima selama waktu ini. Tubuh bijih sulfida yang retak memerlukan perhatian khusus dalam hal ini. Korosi pada baut kabel (dan penyangga baja lainnya) pada bukaan tambang permanen dapat menyebabkan masalah serius dalam hal keselamatan dan rehabilitasi.

Selain pengurangan kapasitas normal, kabel yang terkorosi cenderung menjadi rapuh dan dapat mengalami penurunan efektivitas dalam situasi pembebanan dinamis.

Faktor-faktor yang berkontribusi terhadap korosi seringkali kompleks, diperparah di lingkungan bawah tanah, dan sangat sulit untuk dilawan di area dengan tingkat keparahan yang tinggi. Namun demikian, berikut ini adalah daftar singkat langkah-langkah perbaikan untuk digunakan ketika korosi telah diidentifikasi sebagai masalah (Littlejohn, 1990; Gunasekera, 1992).

Penyimpanan baut kabel

• Simpan baut-baut kabel di tempat yang kering, sebaiknya pindahkan di bawah tanah ke lokasi kerja hanya jika diperlukan. Penyimpanan jangka panjang di luar, di bawah sinar matahari atau terkena elemen juga harus dihindari.
• Jangan biarkan air terkumpul di baut kabel. Korosi akan dengan cepat mengisi seruling yang mengurangi kekuatan ikatan dan berpotensi mengaduk baja.

Baut kabel terpasang

• Kelembaban tinggi mempercepat korosi. Ventilasi yang baik setiap saat dapat membantu mengurangi faktor ini.
• Berhati-hatilah saat memasang kabel di area dengan aliran air.
• Hindari penggunaan semen, air pencampur atau bahan tambahan yang mengandung klorida, sulfida atau sulfit.
• Rongga dan gelembung nat meningkatkan potensi korosi.
• Meminta agar pelat, tong dan baji, dan perlengkapan lainnya kompatibel secara elektro-kimiawi dengan baja karbon kekuatan tinggi yang digunakan dalam untai.
• Stalaktit karat panjang yang tumbuh dengan cepat dari ujung kabel uphole menunjukkan potensi korosi untai yang parah di atas lubang.
• Nat tahan sulfat bersifat basa dan dapat menangkal air tambang yang asam. Penggunaan semen ini tidak memungkinkan penggunaan air tersebut untuk pencampuran nat.

Korosi parah

• Kabel yang dienkapsulasi epoksi tersedia untuk digunakan di lingkungan korosif (Windsor, 1992). Perhatikan bahwa pelapis tersebut mungkin tidak tahan terhadap semua bentuk korosi dan bahwa pelapis harus menembus untaian, membungkus kawat raja untuk mencegah korosi terfokus di tengah untaian.
• Kabel galvanis akan berguna untuk melawan korosi non-asam.
• Gemuk dapat melindungi panjang kabel yang tidak dilubangi (di bagian kerah, misalnya).

Tindakan lain yang lebih mahal seperti proteksi katodik dibahas dalam Littlejohn dan Bruce (1975) dan Littlejohn (1990; 1993).