estimasi teknis dan ekonomis anoda korban kapal …repository.ppns.ac.id/2252/1/0216030018 - muhamad...

i

TUGAS AKHIR (602502A)

ESTIMASI TEKNIS DAN EKONOMIS ANODA

KORBAN KAPAL LANDING CRAFT UTILITY (LCU)

1500 DWT

MUHAMAD ODI AKBAR

NRP. 0216030018

DOSEN PEMBIMBING

MUKHLIS, ST., MT.

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK BANGUNAN KAPAL JURUSAN TEKNIK BANGUNAN KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA SURABAYA 2019

iv

(HALAMAN SENGAJA DIKOSONGKAN)

v


vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan kepada Allah SWT dan juga Shalawat

serta salam selalu untuk junjungan kita Nabi Muhammad SAW, karena

rahmat dan karuniaNya-lah penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas

akhir ini tepat pada waktunya dengan judul:

“ESTIMASI TEKNIS DAN EKONOMIS ANODA

KORBAN KAPAL LANDING CRAFT UTILITY (LCU)

1500 DWT”

Laporan Tugas Akhir ini bertujuan untuk memenuhi syarat

memperoleh gelar Ahli Madya (AmD) dan juga salah satu kurikulum yang

ada di Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, penulis mendapatkan

dukungan, bantuan, bimbingan, pengalaman, dukungan dan kerja sama yang

baik dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis menyampaikan terima

kasih kepada:

1. Bapak Ir. Eko Julianto, M.Sc., MRINA selaku Direktur Politeknik

Perkapalan Negeri Surabaya.

2. Bapak Ruddianto, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Bangunan

Kapal Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

3. Bapak Ir. Hariyanto Soeroso, M.T., selaku Ketua Prodi Teknik

Bangunan Kapal Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

4. Bapak Mukhlis, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing yang telah

banyak membantu dan memberi nasehat dalam penyelesaian Tugas

Akhir ini.

5. Bapak Denny Oktavina Radianto, S.Pd., M.Pd., selaku Koordinator

Tugas Akhir.

6. Bapak dan Ibu Dosen serta staff Politeknik Perkapalan Negeri

Surabaya yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu.

vii

7. Kedua orang tua serta keluarga yang selalu memberikan semangat, doa

dan dukungannya.

8. Pegawai PT. Daya Radar Utama unit Lamongan selaku pembimbing

OJT yang selalu memberi arahan, ilmu dan masukan.

9. Teman-teman Teknik Bangunan Kapal angkatan 2016 yang selalu

menyemangati dan menemani.

10. Serta pihak – pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.

Dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini, penulis berusaha

semaksimal mungkin mengerjakan sebaik-baiknya. Namun penulis

menyadari bahwa laporan ini masih banyak kekurangan dan kelemahannya.

Untuk itu penulis memohon saran dan kritik yang membangun diterima

dengan senang hati guna kesempurnaan laporan ini.

Akhirnya penulis senantiasa berharap bahwa apa yang ada dalam

laporan ini dapat bermanfaat khususnya bagi penulis sendiri, dan bagi

pembaca pada umumnya.

Surabaya,

Penulis

viii

ESTIMASI TEKNIS DAN EKONOMIS ANODA KORBAN

KAPAL LANDING CRAFT UTILITY (LCU) 1500 DWT

Muhamad Odi Akbar

ABSTRAK

Korosi pada kapal adalah menjadi hal yang bisa pada galangan. Sehingga biaya

yang dikeluarkan untuk penanggulangan korosi sangat besar perlu dilakukannya

pengendalian dengan metode Sacrifice Anode Cathodic Protection (SACP). Dalam tugas

akhir ini yang digunakan adalah zinc anode dan aluminium anode. Hal pertama yang

dilakukan adalah mengetahui luas area yang akan diproteksi pada kapal Landing Craft

Utility (LCU) 1500 DWT. Setelah itu mendesain secara teknis sistem proteksi katodik

yang seusai klasifikasi dari Dnv-Rp-B401 kemudian diketahui perbandingan antara zinc

anoda dan aluminium anoda. Dalam perhitungan ini diperoleh hasil area lambung kapal

yang akan diproteksi pada kapal Landing Craft Utility (LCU) 1500 DWT adalah

sebesar 1617,30 m2., dengan kebutuhan zinc anode sebanyak 95 batang dengan berat

perbatang sebesar 9,5 kg dan bisa melindungi area sebesar 12,7 m2, sehingga total

berat secara keseluruhan sebesar 891 kg. Sedangkan kebutuhan aluminium anode

sebanyak 50 kg dengan berat perbatang 4 kg dan bisa melindungi area sebesar 21,7

m2, sehingga berat total aluminium anoda sebesar 200 kg. sehingga diperoleh

biaya zinc anode sebesar Rp 56.810.000,00, sedangkan aluminium anode sebesar

Rp Rp 12.400.000,00. Berdasarkan perbandingan biaya antara zinc anode dan

aluminium anode, bahwa aluminium anode lebih ekonomis 74% dibandingkan

zinc anode.

Kata kunci : Sacrofice Anode Cathodic Protection (SACP), proteksi katodik, zinc

anode, aluminium anode.

ix


x

TECHNICAL AND FINANCIAL ESTIMATION OF SHIP

ANODE VICTIMS OF LANDING CRAFT UTILITY (LCU) 1500

DWT

Muhamad Odi Akbar

ABSTRACT

Corrosion to ship can be in shipyard. Expenditures for protection issued

for corrosion prevention need to be greatly improved by the Sacrifice Anode

Cathodic Protection (SACP) method. In this final project the zinc anode and

aluminum anode are used. The first thing to do is to study the large area to be

protected on a 1500 DWT Landing Craft Utility (LCU) ship. After that the official

design of the cathodic protection system after the classification of Dnv-Rp-B401

was then classified as between zinc anode and aluminum anode. In this calculation,

the result of the hull area to be protected on a Landing Craft Utility (LCU) 1500

DWT is 1617.30 m2. With 95 anode zinc needs with a stem weight of 9.5 kg and

can be increased by an area of 12 , 7 m2, so that the total weight of the whole is 891

kg. While the anode aluminum needs as much as 50 kg with a weight of 4 kg per

stem and can maintain an area of 21.7 m2, so that the total weight of anode

aluminum is 200 kg. So that the anode zinc costs Rp 56,810,000.00, while the

aluminum anode is Rp 12,400,000.00. Based on the cost between zinc anode and

aluminum anode, aluminum anode is 74% more economical than zinc anode.

Keywords: Sacrifice Anode Cathodic Protection (SACP), cathodic protection

anode, zinc, aluminum anode.

xi


xii

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL ‘ ........................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ..................... Error! Bookmark not defined.

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT .......... Error! Bookmark not defined.

ABSTRAK .................................................................................................. viii

ABSTRAK ..................................................................................................... x

DAFTAR TABEL ...................................................................................... xvi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xviii

BAB 1 ............................................................................................................ 1

PENDAHULUAN ......................................................................................... 1

1.1 Latar belakang ...................................................................................... 1

1.2 Perumusan Masalah ............................................................................. 2

1.3 Tujuan .................................................................................................. 2

1.4 Manfaat ................................................................................................ 3

1.5 Batasan Masalah .................................................................................. 3

BAB 2 ............................................................................................................ 5

TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................ 5

2.1 Korosi Air Laut .................................................................................... 5

2.2 Korosi ................................................................................................... 8

2.3 Macam-Macam korosi pada Kapal Baja .............................................. 9

xiii

2.4 Jenis – jenis Korosi yang Terjadi Pada Pipa .........................................9

2.5 Mekanisme Proteksi Katodik ..............................................................15

2.6 Jenis inhtibitor dan jenis mekanisme kerjanya ...................................18

2.7 Pengendalian Korosi Air Laut ............................................................24

2.8 Katodik Proteksi ................................................................................26

2.9 Desain Proteksi Katodik ....................................................................31

2.9.1 Perhitungan Luas Permukaan Kapal ..........................................33

2.9.2 Perhitungan Faktor Breakdown Coating ....................................34

2.9.3 Perhitungan Kebutuhan Arus Proteksi ......................................34

2.9.4 Perhitungan Teknis dan Ekonomis Zinc anode dan Aluminium

Anode .........................................................................................35

BAB 3 ...........................................................................................................37

METODOLOGI PENELITIAN ...................................................................37

3.1 Diagram alir penelitian .......................................................................37

3.2 Tinjuan Pustaka ..................................................................................38

3.3 Pengumpulan data ...............................................................................38

3.3.1 Data ukuran utama kapal Landing Craft Utility (LCU) 1500

DWT ..........................................................................................38

3.3.2 Perhitungan Luas Area lambung Kapal Landing Craft Utility

(LCU 1500 DWT .......................................................................38

3.3.3 Perhitungan Faktor Breakdown Coating ....................................39

xiv

3.3.4 Perhitungan Kebutuhan Arus Proteksi ...................................... 39

3.3.5 Perhitungan Teknis dan Ekonomis Zinc Anode dan Aluminium

Anode ......................................................................................... 39

3.4 Pengolahan data ................................................................................. 39

BAB 4 .......................................................................................................... 41

HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................ 41

4.1 Data Utama Kapal ............................................................................. 41

4.2 Perhitungan Luas Permukaan Kapal .................................................. 42

4.3 Desain Teknis Kebutuhan Zinc Anode ............................................... 42

4.4 Desain Teknis Kebutuhan Aluminium Anode .................................... 47

BAB 5 .......................................................................................................... 55

KESIMPULAN ........................................................................................ 55

5.1 Kesimpulan ........................................................................................ 55

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 57

LAMPIRAN ................................................................................................ 59

xv


xvi

DAFTAR TABEL

Tabel.2.1.Unsur pokok dalam media air laut (Benjamin D, 2006) ................ 6

Tabel 2.6.1 memperlihatkan konsentrasi kritis dari NaCl dan Na2SO4

selaku ........................................................................................................... 19

Tabel 2.6.2 Konsentrasi kritis NaCl dan Na2SO4 selaku depasivator pada

inhibitor Na2CrO4 dan NaNO2 bagi logam besi ........................................ 20

Tabel 2.6.3 pengaruh katalis Co (3,4-Toluen diamine) 2Cl2 terhadap laju

reaksi pengikatan O2 oleh hidrasin .............................................................. 23

Tabel 2.6.4 penggunaan katalis senyawa aryl amina selaku katalis bagi

hidrasin sebagai oxygen scavenger bagi air untuk boiler ............................ 23

Tabel 2.7.1 Anoda korban seng aplikasi dalam media air laut .................... 27

Tabel 2.7.2 Anoda korban seng aplikasi dalam media air laut .................... 28

Tabel 2.7.3. Standar kimia alloy magnesium .............................................. 30

Tabel 2.8.1 Jenis Anoda dengan Resistivitas Lingkungan .......................... 33

Tabel 4. 1 Pembagian letak zinc anode ....................................................... 46

Tabel 4.2 Harga Zinc Anode........................................................................ 47

Tabel 4. 3 Pembagian letak zinc anode ....................................................... 51

Tabel 4.4 Harga Aluminium Anode ............................................................ 52

Tabel 4.5 Tabel perbandingan biaya anatara zinc anode dan aluminium

anode ............................................................................................................ 53

xvii

HALAMAN SENGAJA DIKOSONGKAN)

xviii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.4.2 Pitting Corrosion ............................................................................... 10

Gambar 2.4.3 Errosion Corrosion ............................................................................ 11

Gambar 2.4.4 Galvanic Corrosion ........................................................................... 12

Gambar 2.4.5 Stress Corrosion ................................................................................ 12

Gambar 2.4.6 Crevice Corrosion ............................................................................. 13

Gambar 2.4.7 Korosi Mikrobiologi .......................................................................... 14

Gambar 2.4.8 Fatigue Corrosion .............................................................................. 15

Gambar 2.5.1 Prinsip kerja sistem proteksi katodik ................................................ 16

Gambar 2.5.2 Korosi dari zinc dan besi didalam asam klorida ............................... 17

Gambar 2.7.1 Proses Coating ................................................................................... 25

Gambar 2.7.2 Pemakaian Zinc Anode ..................................................................... 25

Gambar 2.8 Instalasi ICCP ....................................................................................... 29

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ....................................................................... 37

Gambar 4. 1 Kapal Landing Craft Utility (LCU) 1500 DWT.................................. 41

xix


1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Kapal merupakan sarana penting dalam perkembangan ekonomi diberbagai negara.

Hampir 95% negara didunia menggunakan kapal sebagai alat transportasi untuk

mengangkut muatan dari suatu pulau ke pulau lainya. Hal ini sangat menguntungkan

karena dapat meningkatkan perekonomian suatu negara. Walaupun sekarang banyak

ditemukan sistem transportasi yang lebih modern akan tetapi kapal tetap dipilih karena

mampu mengangkut muatan dengan jumlah yang lebih besar dan biaya yang lebih murah

dibanding alat transportasi lainnya.

Kapal yang menjadi alat transportasi laut, tentunya sangat rentan terkena ancaman

bahaya oleh faktor alam maupun faktor lainnya. Oleh karena itu kapal harus mempunyai

struktur dan komponen-komponen yang tangguh dalam mengahadapi berbagai ancaman

yang ada. Proses yang dapat mendegradasikan ketangguhan kapal adalah korosi. Korosi

uniform ini mampu mengurangi dimensi, sementara korosi lokal mampu menaikkan

konsentrasi tegangan pada material.

Korosi atau yang biasa disebut karat merupakan peristiwa kerusakan atau penurunan

kualitas bahan logam akibat bereaksi dengan lingkungan sekitar. Dengan adanya ancaman

korosi maka diperlukan rencana pada awal pembangunan kapal untuk melindungi bagian

kapal yang tercelup air laut dari korosi. Meskipun korosi tidak dapat dicegah, setidaknya

laju korosi dapat dikendalikan dengan metode cleaning, coating atau painting, sistem

proteksi katodik atau kombinasi dari ketiga anoda tersebut. Sistem proteksi katodik adalah

pengendalian laju korosi yang dihasilkan oleh polarisasi katodik permukaan logam yang

terkorosi (Marshall, 1984).

Dalam tugas akhir ini, sistem proteksi katodik yang saya gunakan adalah metode

anoda korban (Sacrificial Anode Cathodic Protection). Dalam tugas akhir kalini metode

yang digunakan adalah metoda anoda korban karena penggunaan dan perawatannya yang lebih

murah. Jenis anoda yng digunakan yaitu zinc anode dan Aluminium Anode.

Secara umum korosi dapat digolongkan berdasarkan rupanya, keseragaman atau

keserbanekaannya, baik secara mikroskopis maupun makroskopis. Dua jenis mekanisma

utama dari korosi adalah berdasarkan reaksi kimia secara langsung, dan reaksi

elektrokimia. Korosi dapat terjadi didalam medium kering dan juga medium basah. Sebagai

2

contoh korosi yang berlangsung didalam medium kering adalah penyerangan logam besi

oleh gas oksigen (O2) atau oleh gas belerang dioksida (S02).

Didalam medium basah, korosi dapat terjadi secara seragam maupun secara

terlokalisasi. Contoh korosi seragam didalam medium basah adalah apabila besi

terendam didalam larutan asam klorida (HCl). Korosi didalam medium basah

yang terjadi secara terlokalisasi ada yang memberikan rupa makroskopis,

misalnya peristiwa korosi galvani sistim besi - seng, korosi erosi, korosi retakan,

korosi lubang, korosi pengelupasan, serta korosi pelumeran, sedangkan rupa

yang mikroskopis dihasilkan misalnya oleh korosi tegangan, korosi patahan, dan

korosi antar butir. Dengan demikian, apabila didalam usaha pencegahan korosi dilakukan

melalui penggunaan inhibitor korosi, maka mekanisma dari jenis-jenis korosi diatas

sangatlah penting artinya (Indra Surya Dalimunthe, 2004).

Pada pembangunan kapal Landing Craft Utility 1500 DWT di PT. Daya Radar

Utama unit Lamongan, galangan perlu mempertimbangkan pemilihan jenis anoda yang

akan digunakan dalam proteksi katodik kapal. Pemilihan bahan untuk proteksi katodik

juga harus diperhitungkan karena akan berpengaruh pada penggunaan maupun ketahanan

anoda yang akan digunakan. Hal tersebut yang melandasi penulis untuk melakukan

“Estimasi Anoda Korban”. Dimana penggunaan logam ini dilakukan melihat dari sektor

perairan yang akan diarungi kapal tersebut dan juga penggunaan secara teknis maupun ekonomis.

1.2 Perumusan Masalah

Dari latar belakang dapat dirumuskan beberapa masalah sebagai berikut :

1. Bagaimana kondisi area lambung kapal yang akan diproteksi pada kapal Landing

Craft Utility (LCU) 1500 DWT ?

2. Bagaimana desain proteksi katodik untuk lambung kapal Landing Craft Utility

(LCU) 1500 DWT ?

3. Bagaimana perbandingan ekonomi anoda Zinc dan anoda Aluminium untuk

sistem proteksi lambung kapal Landing Craft Utility (LCU) 1500 DWT ?

1.3 Tujuan

Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Untuk mengetahui kondisi area lambung kapal yang akan diproteksi pada kapal

Landing Craft Utility (LCU) 1500 DWT

3

2. Untuk mengetahui desain proteksi katodik untuk almbung kapal Landing

Craft Utility (LCU) 1500 DWT

3. Untuk mengetahui perbandingan ekonomi anoda Zinc dan anoda

Aluminium untuk sistem proteksi lambung kapal Landing Craft Utility

(LCU) 1500 DWT

1.4 Manfaat

Manfaat yang diperoleh dari penulisan tugas akhir ini adalah :

1. Bagi mahasiswa, penulisan ini memberikan manfaat bagaimana cara

menghitung kebutuhan anoda pada sistem proteksi katodik di lambung

kapal

2. Bagi PT. Daya Radar Utama unit Lamongan, penulisan ini menjadi

salah satu efisiensi penggunaan perusahaan dalam pemakaian anoda

korban

1.5 Batasan Masalah

Batasan dari tugas akhir ini adalah :

1. Kapal yang diamati adalah kapal Landing Craft Untility (LCU) 1500

DWT yang sedang di bangun di PT. Daya Radar Utama unit Lamongan.

2. Perhitungan yang digunakan sesuai dengan standar Dnv.

3. Jenis anoda yang digunakan adalah Zinc dan Aluminium.

4. Hanya menghitung kebutuhan pengadaan anoda tidak menghitung

kebutuhan jam orang.

5. Umur dari anoda direncanakan selama 3 tahun

4


5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Korosi Air Laut

Pada tugas akhir kali ini yang dibahas pertama kali adalah korosi yang

tercelup air laut. Mengenai korosi air laut akan dibahas dari teori beberapa ahli.

Berikut ini adalah pemaparan teori-teori tentang kosori yang disebabkan air laut.

Bumi ini sebagian besar terdiri dari lautan. Hampir 2/3 bagian bumi terdiri

dari lautan. Dengan kondisi geografis yang berupa lautan maka banyak sekali

industri yang berkaitan dengan sistem kelautan seperti perkapalan, pengeboran

lepas pantai dan konstruksi bangunan khusus untuk daerah pantai. Air laut

merupakan salah satu elektrolit yang paling bagus sehingga lingkungan ini banyak

menimbulkan masalah korosi jika ditempatkan logam korosif. (S,Heri 2003,II:28).

Hal ini karena air laut memiliki beberapa faktor yang bersifat meningkatkan

oksidasi. Faktor tersebut diantaranya kandungan garam, kecepatan media,

temperatur dan unsur biologi.

Seperti yang kita ketahui bahwa laut sangat kaya akan berbagai macam unsur-

unsur yang kemungkinan dapat menyebabkan korosi. Jika ditinjau dari komposisi

air laut, secara umum unsur-unsur yang ada pada air laut dinyatakan dalam ppm

(parst of million). Komposisi air laut adalah sebagai berikut : chloride ( 19.345

ppm), sodium (10.752 ppm), sulfate (2.701 ppm), magnesium (1.295 ppm), calcium

(0.416 ppm), potassium (0.390 ppm), bicarbonate (0.145 ppm), bromide (0.027

ppm), stronsium (0.013 ppm), fluoride (0.001 ppm), dan lainnya (kurang dari 0.001

ppm). (Munasir & Surabaya, 2017).

Korosi yang terjadi dilingkungan air laut di dorong oleh faktor-faktor :

kadar gas dalam air laut (aerosols), hujan (rain), embun (dew), kondensasi

(condensation) dan tingkat kelembaban (humidity) serta resistivitas. Secara

alami lingkungan air laut mengandung ion khlorida (chloride ions) dengan

10 kombinasi tingginya penguapan (moisture), unsur yang terkandung dalam air

6

laut dapat dilihat dalam Tabel.2.1 dan persentasi oksigen terkandung yang

juga turut memperparah korosi karena air laut. Korosi pada air laut sangat

tergantung pada(Sasono, 2010) :

a. Kadar khlorida

b. pH

c. Kadar Oksigen

d. Temperatur

Anion Part/Million Equevalents per

Million

Part per Million

per unit

Chlorinity

Chloride, Cl- 18.980,00 535,30 998,90

Sulfate, SO42- 2.649,00 55,10 139,40

Bicarbonete,

HCO3- 139,70 2,30 7,35

Bromine, Br- 64,60 0,80 3,40

Fluoride,F- 1,30 0,10 0,07

Boric Acid,

H3BO3 26,00 - 1,37

Total 593,60

Cation Part/Million Equevalents per

Million

Part per Million

per unit

Chlorinity

Sodium, Na+ 10.556,10 159,00 555,60

Magnesium, MG2+ 1.272,00 104,60 66,95

Calcium, Ca2+ 400,10 20,00 21,06

Potassium, K+ 380,00 9,70 20,00

Strotium, Sr2+ 13,30 0,30 0,70

Total 593,60

Tabel.2.1.Unsur pokok dalam media air laut (Benjamin D, 2006) (Sumber : https://jurnal.poltekba.ac.id/index.php/jst/article/download/31/26)

Air laut merupakan lingkungan yang korosif untuk besi dan baja, terutama

karena resistivitas air laut sangat rendah (+ 25 Ohm–cm) dibandingkan

11 resistivitas air tawar ( + 4000 Ohm–cm ). Proses korosi air laut merupakan

proses elektrokimia. Faktor –faktor yang mendorong korosi pelat baja dalam

media air laut adalah :

https://jurnal.poltekba.ac.id/index.php/jst/article/download/31/26

7

a. Sifat air laut (kimia-fisika dan biologis)

b. Sifat logam (pengaruh susunan kimia dan mill scale )

a. Sifat kimia – fisika air laut

Kandungan garam yang terlarut dalam air laut dan temperatur sangat

menentukan penghantaran listrik pada air laut, yang merupakan salah satu

faktor mempercepat terjadinya proses korosi. Pada kadar garam yang sama,

kenaikan temperatur air laut menyebabkan daya hantar listrik air laut

meningkat, sedangkan pada temperatur air laut yang sama dengan kadar garam

yang meningkat menyebabkan hantaran listrik air laut naik.

b. Sifat biologis air laut

Pengaruh fouling (pengotoran lambung kapal akibat melekatnya hewan

dan tumbuhan laut) akan menimbulkan korosi pada pelat lambung kapal. Proses

korosi terjadi saat melekatnya mikro organisme bersel satu pada lambung kapal

dengan bantuan cat sebagai zat perekatnya, sehingga terdapat lapisan yang

mudah mengelupas. Pada lapisan yang mengelupas akan timbul benih-benih

hewan laut dan tumbuhan laut yang akan terus berkembang biak.

Mikroorganisme yang menempel di lambung kapal menimbulkan

pertukaran zat yang menghasilkan zat-zat agresif seperti : NH4OH, CO2, H2S

dan atom-atom yang agresif, selanjutnya akibat reaksi elektrokimia

terbentuklah gas oksigen. Gas oksigen dengan proses chlorophile akan

membentuk sulfit dan sulfat yang menghasilkan zat yang berpengaruh terhadap

terjadinya korosi air laut.

Korosi air laut merupakan satu masalah korosi yang sangat rumit karena dari

air laut sendiri mengandung elektrolit yang sangat bagus. Dibalik kandungan

elektolit ada kandungan garam yang tinggi, ini juga factor yang tinggi dalam

penyebab korosi. Faktor lain laut laut bersifat meningkatkan oksidasi.

8

2.2 Korosi

Dalam dunia pembangunan kapal, tidak pernah terlepas dari masalah korosi.

Seiring berjalannya waktu material logam akan mengalami korosi yang diakibatkan

kontak langsung dengan udara. Untuk mengendalikan korosi yang terjadi pada

kapal maka digunakanlah metode anoda korban. Dibawah penejelasan tentang

korosi oleh beberapa ahli.

Korosi didefinisikan sebagai penghancuran paksa zat seperti logam dan

bahan bangunan mineral media sekitarnya, yang biasanya cair (agen korosif). Ini

biasanya dimulai pada permukaan dan disebabkan oleh kimia dan dalam kasus

logam, reaksi elektrokimia. Kehancuran kemudian dapat menyebar ke bagian

dalam materi. Organisme juga dapat berkontribusi pada korosi bahan bangunan.

selain itu juga dapat diartikan sebagai penurunan mutu logam

yang disebabkan oleh reaksi elektrokimia antara logam dengan lingkungan

sekitarnya (Afandi, Arief, & Amiadji, 2015).

Korosi adalah bentuk kerusakan material akibat adanya reaksi kimia antara

logam atau alloy dengan lingkungannya. Pada dasarnya reaksi korosi memerlukan

4 (empat) faktor yaitu anoda sebagai tempat terjadinya oksidasi, katoda sebagai

tempat terjadinya reduksi, elektrolit sebagai media penghantar listrik dan adanya

hubungan antara anoda dan katoda (DAEROBI, 2012).

Korosi adalah proses degradasi / deteorisasi / perusakan material yang

disebabkan oleh pengaruh lingkungan dan sekitarnya. Ada pengertian dari pakar

lain, yaitu :

1. Korosi adalah perusakan material tanpa perusakan material

2. Korosi adalah kebalikan dari metalurgi ekstraktif

3. Korosi adalah system thermodinamika logam dengan lingkungan ( udara, air,

tanah ), yang berusaha mencapai kesetimbangan.(Utomo, 2009)

Korosi adalah pelepasan elektron elektron positif atau pengurangan

komposisi pada logam yang disebabkan alam disekitarnya. Penurunan komposisi

atau ketangguhan dari logam bisa disimpulkan dalam teori elektrokimia.

Penanggulangan korosi/ perlambatan laju korosi bisa dikendalikan oleh metode-

9

metode yang ada.

2.3 Macam-Macam korosi pada Kapal Baja

korosi kapal baja bisa di simpulkan bahwa penyebab utamnya adalah air laut.

sekian banyak macamnya ada 5 macam korosi pada kapal baja yang dijelaskan oleh

edi, satria, & huda. Korosi kapal baja dapat dibedakan menjadi menjadi 5 jenis yaitu

korosi merata, pelobangan, korosi tegangan, korosi erosi dan korosi celah (Edi

Septe, Satria, & Huda, 2015).

a) Korosi Merata atau uniform corrosion adalah seluruh permukaan pelat

terserang korosi biasanya pada bagian pelat yang berada diatas garis air.

b) Korosi Pelobangan (pitting corrosion), pada permukaan pelat

terjadi lobang yang semakin lama akan bertambah dalam dan akhirnya dapat

menembus pelat kapal.

c) Korosi Tegangan (stress corrosion), korosi pada bagian pelat yang

memikul beban besar.

d) Korosi Erosi (errosion corrosion), korosi yang terjadi pada material

yang menerima tumbukan partikel cairan yang mengalir dengan kecepatan

tinggi.

e) Korosi Celah (crevice corrosion), korosi yang terjadi pada celah,

daerah jepitan, sambungan dan daerah yang ditutupi binatang.

2.4 Jenis – jenis Korosi yang Terjadi Pada Pipa

1. Uniform attack ( korosi seragam )

Gambar.2.4.1 Korosi Seragam pada pipa ballast

(Sumber : https://ejournal.undip.ac.id/index.php/kapal/article/viewFile/2731/2421)

https://ejournal.undip.ac.id/index.php/kapal/article/viewFile/2731/2421

10

Adalah korosi yang terjadi pada permukaan logam akibat reaksi kimia

karena pH air yang rendah dan udara yang lembab,sehingga makin lama logam

makin menipis. Biasanya ini terjadi pada pelat baja atau profil, logam homogen.

Korosi jenis ini bisa dicegah dengan cara Diberi lapis lindung yang

mengandung inhibitor seperti gemuk.

a. Untuk lambung kapal diberi proteksi katodik

b. Pemeliharaan material yang tepat

c. Untuk jangka pemakain yang lebih panjang diberi logam berpaduan

tembaga 0,4%

2. Pitting corrosion ( korosi sumur )

Adalah korosi yang disebabkan karena komposisi logam yang tidak

homogen yang dimana pada daerah batas timbul korosi yang berbentuk sumur.

Korosi jenis ini dapat dicegah dengan cara :

a. Pilih bahan yang homogen

b. Diberikan inhibitor

c. Diberikan coating dari zat agresif

Gambar 2.4.2 Pitting Corrosion


3. Errosion Corrosion ( korosi erosi )

Korosi yang terjadi karena keausan dan menimbulkan bagian – bagian yang


11

tajam dan kasar, bagian – bagian inilah yang mudah terjadi korosi dan juga

diakibatkan karena fluida yang sangat deras dan dapat mengkikis pelindung pada

logam. Korosi ini biasanya terjadi pada pipa dan propeller. Korosi jenis ini dapat

dicegah dengan cara :

a. Pilih bahan yang homogen

b. Diberi coating dari zat agresif

c. Diberikan inhibitor

d. Hindari aliran fluida yang terlalu deras

Gambar 2.4.3 Errosion Corrosion


4. Galvaniscorrosion (korosi galvanis )

Korosi yang terjadi karena adanya 2 logam yang berbeda dalam satu

elektrolit sehingga logam yang lebih anodic akan terkorosi. Korosi ini dapat

dicegah dengan cara :

a. Beri isolator yang cukup tebal hingga tidak ada aliran elektolit

b. Pasang proteksi katodik

c. Penambahan anti korosi inhibitor pada cairan


12

Gambar 2.4.4 Galvanic Corrosion


5. Stress corrosion (korosi tegangan )

Terjadi karena butiran logam yang berubah bentuk yang diakibatkan karena

logam mengalami perlakuan khusus ( seperti diregang, ditekuk dll.) sehingga

butiran menjadi tegang dan butiran ini sangat mudah bereaksi dengan

lingkungan. Korosi jenis ini dapat dicegah dengan cara :

a. Diberiinhibitor

b. Apabila ada logam yang mengalami stress maka logam harus

direlaksasi.

Gambar 2.4.5 Stress Corrosion


https://ejournal.undip.ac.id/index.php/kapal/article/viewFile/2731/2421https://ejournal.undip.ac.id/index.php/kapal/article/viewFile/2731/2421

13

6. Crevice corrosion ( korosi celah )

Korosi yang terjadi pada logam yang berdempetan dengan logam lain

diantaranya ada celah yang dapat menahan kotoran dan air sehingga kosentrasi

O2 pada mulut kaya disbanding pada bagian dalam, sehingga bagian dalam lebih

anodic dan bagian mulut jadi katodik Korosi ini dapat dicegah dengan cara :

a. Isolator

b. Dikeringkan bagian yang basah

c. Dibersihkan kotoran yang ada

Gambar 2.4.6 Crevice Corrosion


7. Korosi mikrobiologi

Korosi yang terjadi karena mikroba Mikroorganisme yang mempengaruhi

korosi antara lain bakteri, jamur, alga dan protozoa. Korosi ini bertanggung

jawab terhadap degradasi material di lingkungan. Pengaruh inisiasi atau laju

korosi di suatu area, mikroorganisme umumnya berhubungan

dengan permukaan korosi kemudian menempel pada permukaan logam dalam

bentuk lapisan tipis atau biodeposit. Lapisan film tipis atau biofilm.

Pembentukan lapisan tipis saat 2 – 4 jam pencelupan sehingga membentuk

lapisan ini terlihat hanya bintik-bintik dibandingkan menyeluruh di permukaan.

Korosi jenis ini dapat dicegah dengan cara :

a. Memilih logam yang tepat untuk suatu lingkungan dengan kondisi-


14

Kondisinya

b. Memberi lapisan pelindung agar lapisan logam terlindung dari

Lingkungannya

c. Memperbaiki lingkungan supaya tidak korosif Perlindungan secara

elektrokimia dengan anoda korban atau arus tandingan.

d. Memperbaiki konstruksi agar tidak menyimpan air,lumpur dan zat

korosif lainnya.

Gambar 2.4.7 Korosi Mikrobiologi


8. Fatigue corrosion ( korosi lelah )

Korosi ini terjadi karena logam mendapatkan beban siklus yang terus

berulang sehingga semakin lama logam akan mengalami patah karena terjadi

kelelahan logam. Korosi ini biasanya terjadi pada turbin uap, pengeboran

minyak dan propeller kapal. Korosi jenis ini dapat dicegah dengan cara :

a. Menggunakan inhibitor

b. Memilih bahan yang tepat atau memilih bahan yang kuat korosi.

c. Memilih bahan yang tepat atau memilih bahan yang kuat korosi.


15

Gambar 2.4.8 Fatigue Corrosion


2.5 Mekanisme Proteksi Katodik

Pada dasarnya proteksi katodik merupakan control korosi secara elektrokimia

dimana reaksi oksida pada sel galvanis dipusatkan di daerah anoda dan menekan

proses korosi pada daerah katoda dalam sel yang sama. Dengan demikian, teknologi

ini sebenarnya merupakan gabungan yang terbentuk dari unsur-unsur elektrokimia,

listrik dan pengetahuan tentang bahan. Unsur elektrokimia mencakup dasar-dasar

proses terjadinya reaksi korosi, sedangkan unsur kelistrikan mencakup konsep

dasar perilaku obyek yang diproteksi dan lingkungannya jika arus listrik dialirkan.

Untuk mendapatkan gambaran konsep dasar tentang proses korosi dan aplikasi

proteksi katodik secara teoritis.

Pada gambar 2.5.1 menunjukan ada dua buah logam besi dan zinc yang

terpisah dan dicelupkan ke dalam suatu elektrolit. Kedua logam tersebut akan

terkorosi dan kedua reaksi korosi (oksidasi) diseimbangkan dengan reaksi reduksi

yang sama, dimana pada kedua kasus tersebut terjadi pembebasan gas hidrogen.

Kejadian akan berbeda jika kedua logam tersebut dihubungkan satu sama lain

secara elektris seperti terlihat pada Gambar 2(b). disini reaksi korosi dipusatkan

pada elektroda zinc (anode) dan hampir semua reaksi reduksi dipusatkan pada

elektroda besi (katoda). Reaksi anoda zinc pada rangkaian Gambar 2(b) akan lebih

cepat dari pada rangkaian (a). Pada waktu yang bersamaan, korosi pada besi akan

berhenti. Dengan kata lain anoda zinc telah dikorbankan untuk memproteksi besi.


16

Pada aplikasi di lapangan , struktur yang dilindungi akan diusahakan menjadi

lebih katoda dibandingkan dengan bahan lain yang dikorbankan untuk terkorosi.

Proses ini dilakukan dengan cara mengalirkan arus searah dari sumber lain melalui

elektrolit ke permukaan pipa dan menghindari adanya arus yang meninggalkan

pipa. Jika jumlah arus yang dialirkan diatur dengan baik, maka akan mencegah

mengalirnya arus korosi yang keluar dari daerah anoda dipermukaan pipa dan arus

akan mengalir dalam pipa pada daerah tersebut. Sehingga permukaan pipa tersebut

akan menjadi bersifat katodik, dengan demikian maka proteksi menjadi lengkap.

Untuk jelasnya, prinsip kerja proteksi katodik dapat dilihat pada Gambar 2.5.1

Gambar 2.5.1 Prinsip kerja sistem proteksi katodik

(Sumber: https://beeothers.wordpress.com/2014/11/11/proteksi-

katodik/)

Pada gambar tersebut tampak bahwa arus mengalir ke pipa pada daerah dimana

sebelumnya sebagai anoda. Driving voltage system proteksi katodik harus lebih

besar dari pada driving voltage sel korosi yang sedang berlangsung. Supaya sistem

proteksi katodik bekerja, harus ada arus yang mengalir dari groundbed. Selama

terjadinya aliran arus ke tanah, maka material groundbed akan menjadi subjek

korosi. Oleh karena kegunaan groundbed untuk mengeluarkan arus, maka

sebaiknya menggunakan bahan yang laju konsumsinya lebih rendah dari pada

pipanya itu sendiri. Atau secara termodinamika, potensial pipa / struktur yang

diproteksi dibuat menjadi imun yaitu pada -850 mV (CSE).

https://beeothers.wordpress.com/2014/11/11/proteksi-katodik/https://beeothers.wordpress.com/2014/11/11/proteksi-katodik/https://beeothers.files.wordpress.com/2014/11/614e4-3.png

17

1. Mekanisme Korosi

Gambar 2.5.2 Korosi dari zinc dan besi didalam asam klorida

(Sumber : www.corrosionsource.com)

Kedua logam diatas zinc dan besi akan mengalami korosi karena kedua logam

tersebut mengalami reaksi oksidasi dan diseimbangkan dengan reaksi reduksi gas

hidrogen.

Pada gambar diatas reaksi korosi (oksidasi) terpusatkan pada elektroda zinc

(anode) karena zinc lebih reaktif terhadap lingkungan daripada besi dan hampir

Fe –> Fe2+ + 2e– Reaksi oksidasi

2H+ + 2e––> H2 Reaksi reduksi

2H+ + Fe –> Fe2+ + H2

ReaType

equation here.ksi

net

Zn –> Zn2+ + 2e– Reaksi oksidasi

2H+ + 2e– –> H2 Reaksi reduksi

2H+ + Zn –> Zn2+ + H2

Reaksi net

Fe –> Fe2+ + 2e– Reaksi oksidasi

2H+ + 2e––> H2 Reaksi reduksi

2H+ + Fe –> Fe2+ + H2

http://www.corrosionsource.com/

18

semua reaksi reduksi dipusatkan pada besi (LASRYZA,2014).

2.6 Jenis inhtibitor dan jenis mekanisme kerjanya

1. Inhibitor memasifkan anoda

Salah satu contoh inhibitor yang memasifkan anoda adalah senyawa-

senyawa kromat, misalnya Na2C2O4 =. Salah satu reaksi redoks yang terjadi

dengan logam besi adalah: (Indra Surya Dalimunthe, 2004)

Oksidasi : 2 Fe + 2 H2O ----------- Fe2O3 + 6 H+ + 6e

Reduksi : 2 CrO4 = + 10 H+ + 6e -------- Cr2O3 + 5 H2O

red-oks : 1 Fe + 2 CrO4= + 2 H+ ------- Fe2O3 + Cr2O3 + 3 H2O

Padatan atau endapan Fe2O3 dan Cr203 inilah yang kemudian bertindak

sebagai pelindung bagi logamnya. Lapisan endapan tipis saja, namun cukup

efektif untuk melindungi permukaan logam yang lemah dari serangan zat-zat

agresif. Untuk ini diperlukan kontinuitas pembentukan lapisan endapan

mengingat lapisan tersebut bisa lepas yang disebabkan oleh adanya arus larutan.

Berbagai data penelitian dengan berbagai kondisi percobaan menganggap bahwa

Cr(III) nampak dominan pada spesimen yang didukung oleh pembentukan lapisan

udara, sementara itu Cr(IV) teramati di daerah luar dari spesimen pengamatan

yang didukung oleh suatu lapisan pelindung yang mengandung Cr(III). Ini

menunjukkan bahwa reduksi Cr(IV) menjadi Cr(III) pada permukaan spesimen.

Secara keseluruhan tebal lapisan yang terdiri dari spesimen kromium dan

aluminium memperlihatkan lapisan dalam bentuk

Hasil penelitian dengan menggunakan teknik pendar fluor dari adsorpsi

sinar x memperlihatkan disagregasi lapisan yang mengandung Cr(IV) sebanding

dengan pertumbuhan Cr203 yang mengisi celah-celah lapisan anodik (dalam hal ini

Al203)diatas permukaan logam Al. Cara yang sudah lazim tentang studi

pembentukan lapisan pasif pada permukaan logam akibat reaksi antar muka logam

dengan inhibitor dapat menggunakan diagram potensial - pH dan secara kinetik

dengan menggunakan kurva polarisasi. Inhibitor jenis Cr04 = dan N02- cukup

19

banyak digunakan untuk perlindungan logam besi dam aluminium terhadap

berbagai medium korosif. Namun dari studi teoritis maupun eksperimentil, kedua

jenis inhibitir tersebut kurang baik digunakan dalam medium yang mengandung

H2S dan Cl-. Dengan adanya H2S, sebagian dari Cr04= bereaksi dengan H2S yang

menghasilkan belerang.

Nampaknya Cr203 yang terbentuk tidak dapat terikat kuat pada logamnya.

Sedangkan pada medium Cl-, terjadi kompetisi reaksi dengan logamnya. Misalnya

ion klorida dapat membentuk kompleks terlarut dengan senyawa Fe (III) yang ada

pada permukaan logam besi, sehingga lapisan pelindung Cr2O3 - Fe203 sukar

dipertahankan keberadaannya. Tabel 1 berikut ini merupakan rangkuman tentang

penggunaan inhibitor kromat untuk melindungi beberapa jenis logam dalam

berbagai lingkungan korosif. Tabel 2.6.1 (dari berbagai Iiteratur). Konsentrasi

efektif dari inhibitir kromat.

Tabel 2.6.1 memperlihatkan konsentrasi kritis dari NaCl dan Na2SO4 selaku

depasivator pada penggunaan Na2CrO4 dan NaNO3 selaku inhibitor korosi logam besi.

(sumber: http://library.usu.ac.id/download/ft/tkimia-indra3.pdf)

LOGAM LINGKUNGAN INHIBITOR

Al

HNO3 10%

H3PO4

H2PO 20%

H3PO4 pekat

Etanol panas

NaCl 3-5%

Na-trikloroasetat 50%

Tetrahidrofuran, alk

alkali, kromat 0,1%

alkali, kromat 0,1%

Na2CrO4 0,5%

Na2CrO4 5%

K2Cr2O7

Na2CrO4 1%

Na2Cr2O7 0,5%

Na2CrO4 0,3%

Cu Tetrahidrofuran, alk Na2CrO4 0,3%

Baja Na – trikloroasetat 50%

Tetrahidrofuran, alk

Na2Cr2O7 0,5%

Na2CrO4 0,3%

http://library.usu.ac.id/download/ft/tkimia-indra3.pdf

20

Inhibitor Konsentrasi

(ppm)

Konsentrasi kritis (ppm)

NaCl Na2SO4

Na2CrO4 200

500

12

30

55

120

NaNO2

50

100

500

210

460

200

20

55

450

Tabel 2.6.2 Konsentrasi kritis NaCl dan Na2SO4 selaku depasivator pada inhibitor

Na2CrO4 dan NaNO2 bagi logam besi


Hal lain yang perlu diperhatikan adalah apabila konsentrasi inhibitor jenis ini tidak

mencukupi, malahan dapat menyebabkan peningkatan kecepatan korosi logam. Bila lapisan

pasif yang terbentuk tidak mencukupi untuk menutupi permukaan logam, maka bagian

yang tidak tertutupi akan terkorosi dengan cepat. Akibatnya akan terbentuk permukaan

anoda yang sempit dan permukaan katoda yang jauh luas, sehingga terjadilah korosi

setempat dengan bentuk sumuran-sumuran. Contoh senyawa lain dari inhibitor pasivasi

anodik adalah phosfat (PO4-3), tungstat (Wo4-2) dan molibdat (MoO4-2), yang oleh

karena tidak bersifat oksidator maka reaksinya dengan logamnya memerlukan kehadiran

oksigen.

2. Inhibitor memasifkan katoda.

Dua reaksi uatama yang umum terjadi pada katoda diadalam medium air, yaitu

reaksi pembentukan hidrogen dari proton:

2 H+ + 2 e ---------- H2

dan reaksi reduksi gas oksigen dalam suasana asam

O2 + 4 H+ + 4 e ----- 2 H2O

Karena bagi suatu sal korosi, reaksi reduksi oksidasi terbentuk oleh pasangan reaksi

reduksi dan reaksi oksidasi dengan kecepatan yang sama, maka apabila reaksi reduksi (pada

katoda) dihambat akan menghambat pula reaksi oksidasi (pada anoda). Inilah yang menjadi

pedoman pertama di dalam usaha menghambat korosi logam dalam medium air atau

medium asam. Hal yang kedua adalah melalui penutupan permukaan katoda oleh suatu

senyawa kimia tertentu baik yang dihasilkan oleh suatu reaksi kimia atau melalui

21

pengaturan kondisi larutan,misalnya pH. Secara umum terdapat 3 jenis inhibutor yang

mempasifkan katoda, yaitu jenis racun katoda, jenis inhibutor mengendap pada katoda dan

jenis penangkap oksigen. Inhibutor racun katoda pada dasarnya berperan mengganggu

rekasi katoda. Pada kasus pembentukan gas hidrogen, reaksi diawali yang teradsorpsi pada

permukaan katoda.

H+ + e H (ads)

Atau

H3O+ + e H (ads) + H2O

Selanjutnya

2H (ads) H2 (g)

Inhibitor harus berperan menghambat kedua tahap reaksi diatas terutama reaksi

yang pertama, misaInya berdasarkan diagram arus –potensial (voltamogram) reaksi

pembentukan hidrogen dari asamnya, maka untuk memperkecil arus katodik dapat dengan

menurunkan tegangan lebih katodiknya. Yang patut dipertimbangkan adalah bila inhibutor

hanya menghambat reaksi kedua saja, maka akan terjadi penumpukan atom hidrogen pads

permukaan katoda. Atomatom tersebut dapat terpenetrasi ke dalam kisi logam – dan

mengakibatkan timbulnya kerapuhan akibat hidrogen. Senyawa sulfida (S=) dan selenida

(Se=) mungkin dapat digunakan, karena dapat terserap pada permukaan katoda. Namun

sayang sekali pada umumnya senyawa-senyawa itu mempunyai kelarutan yang rendah di

dalam air atau suasana asam. Selain itu dapat pula mengendapkan berbagai logam,

disamping sifat racunnya. Senyawa arsenat, bismutat dan antimonat dapat pula digunakan,

yang melalui reaksi tertentu (misal reaksi kondensasi) dapat tereduksi menghasilkan

produk yang mengendap pada katoda. Biasanya reaksi tersebut berlangsung pada pH relatif

rendah. Inhibutor jenis kedua adalah yang dapat diendapkan pada katoda.

Cukup banyak senyawa-senyawa yang dengan pengaturan pH larutan

dapat membentuk suatu endapan, misalnya garam-garam logam transisi akan mengendap

sebagai hidroksidanya pada pH tinggi yang lazim digunakan adalah ZnSO4 yang

terhidrolisis

ZnSO + 2 H2O Zn(OH)2(S) + H2S04

pH larutan harus tetap tinggi mengingat harus menetralisir asam yang berbentuk.

22

Cara sederhana lainnya adalah pembentukan karbonat dari logam

alkali tanah (CaC03' Bac03' atau MgC03) melalui reaksi Ca(HC03)2 + Ca(OH)2 -

2 cac03(S) + 2 H2O atau apabila diperkirakan sudah ada senyawa sebagai alkali

tanah (CaCo3, BaCO3, atau MgCO3) melalui reaksi

Ca (HCO3)2 + Ca (OH)2 2 CaCO3 (s) + 2 H2O

Atau apablia diperkirakan sudah ada senyawa sebagai bikarbonatnya, dapat

melalui pemasan

Ca (HCO3)2 pemanasan CaCO3 (s) + H2O + CO2 (g)

Perhitungan yang teliti dapat dilakukan untuk mendapatkan kondisi yang baik

berdasarkan data Ksp' tetapan keasaman, dan tetapan kestabilan dari berbagai

spesi yang ada dalam sistem itu. Jenis inhibutor yang mempasifisi katodik lainnya

adalah didasarkan pada kerjanya yang mengikat oksigen terlarut (oxygen

scavenger).

Hidrasin (H2H4) merupakan senyawa yang paling banyak digunakan, yang

reaksinya dengan oksigen adalah

N2H4 + O2(g) N2(g) + 2 H2O

Sayang sekali reaksi ini sangat lambat, walaupun pada pemanasan sampai suhu

60°C. Untuk mempercepat reaksi, diperlukan katalisator, misalnya garam garam dari

Co(II), Mn(II) atau Cu(II), dan pada akhir-akhir ini banyak digunakan senyawasenyawa

organologam. Organologam dihasilkan akibat reaksi pembentukan senyawa khelat antara

ion logam dengan suatu ligan tertentu, misal senyawa Co(3,4 - toluen diamine)2Cl2. Tabel

2.6.3 berikut ini menunjukkan peningkatan lajut ikat dari hidrasin terhadap oksigen dengan

adanya katalis tersebut.

23

Waktu

0 3 5 7 10

Hidrasin dengan katalis Co (3,4-Toluen

diamine) 2Cl2Hidrasin tanpa katalis

7,4

8,7

4,6

7,4

2,4

6,8

0,7

6,4

0,3

6

Tabel 2.6.3 pengaruh katalis Co (3,4-Toluen diamine) 2Cl2 terhadap laju reaksi pengikatan O2

oleh hidrasin


Angka banding jumlah senyawa kompleks terhadap senyawa hidrasin adalah

antara 0,002 - 0,04 bagian senyawa kompleks terhadap 1 bagian senyawa

hidrasin. Di samping katalis garam-garam logam transisi atau senyawa kompleks

organologam, dapat pula digunakan senyawa senyawa organik jenis aryl amina.

Tabel 4 di bawah ini menunjukkan efektifitas beberapa jenis senyawa aryl amina

sebagai katalis bagi hidrazin selaku oxygen scavenger. Studi dilakukan dalam

kondisi 150 ppm hidrasin, pH = 10, pada suhu 25°C, sebagai oxygen scavenger

dalam air untuk keperluan boiler.

Senyawa aryl amina 3 ppm % O2 yang hilang

5 menit 10 menit

o-phenylen diamina

p-phenylen diamina

2,3 –Toluen diamine

2,6 – Toluen diamine

n-animo benzoteifluorida

1-animo-2 napthol-4 sulfanic

acid

hidrasin tanpa katalis

(sebagai control)

44

84

55

75

62

65

25

82

95

92

95

95

95

50

Tabel 2.6.4 penggunaan katalis senyawa aryl amina selaku katalis bagi hidrasin sebagai oxygen

scavenger bagi air untuk boiler (sumber: http://library.usu.ac.id/download/ft/tkimia-indra3.pdf)

24

Di samping hidrasin masih banyak lagi senyawa-senyawa yang dapat digunakan

sebagai oxygen scavenger, misalnya Na2S03, hidroksil amin HCl, N,N-diethyl

hydroxylamin, gas S02, dan sebagainya.

3. Inhibutor Ohmik dan Inhibutor Pengendapan

Sebagai akibat lain daripada penggunaan inhibitor pembentuk lapisan pada katoda

maupun anoda adalah semakin bertambahnya tahanan daripada rangkaian elektrolit.

Lapisan yang dianggap memberikan kenaikan tahanan yang memadai biasanya mencapai

ketebalan beberapa mikroinchi. Bila lapisan terjadi secara selektif pada daerah anoda, maka

potensial korosi akan bergeser kearah harga yang lebih positif, dan sebaliknya potensial

korosi akan bergeser ke arah yang lebih negatif bilamana lapisan terjadi pada daerah katoda.

Jenis inhibitor pengendapan yang banyak digunakan adalah natrium silikat dan berbagai

senyawa fosfat yang pada umumnya baik digunakan untuk melindungi baja.

2.7 Pengendalian Korosi Air Laut

Pengendalian korosi air laut dibagi menjadi 2 yaitu coating dan zinc anode.

Pengendalian sendiri tidak akan menghindarkan dari korosi tetapi mengendalikan korosi

tersebut. Coating mengandung anti korosi dan ini lapisan utama yang mencegah korosi,

zinc anode adalah anoda yang mengendalikan laju korosi pada plat kapal itu sendiri

(Munasir & Surabaya, 2017).

1. Pelapisan (coating)

Metode pelapisan atau coating adalah suatu upaya mengendalikan korosi dengan

menerapkan suatu lapisan pada permukaan logam besi. Misalnya dengan pengecatan atau

penyepuhan logam. Penyepuhan besi biasanya menggunakan logam krom atau timah.

Kedua logam ini dapat membentuk lapisan oksida yang tahan terhadap lapisan film

permukaan dari oksida logam hasil oksidasi yang tahan terhadap korosi lebih lanjut.

Logam seng juga digunakan untuk melapisi besi (galvanisir) akan tetapi seng tidak

membentuk lapisan oksida seperti pada krom dan timah, meliakan berkarbondemi besi.

Ada dua cara pelapisan yaitu :

a) Pelapisan dengan bahan logam. Pada pelapisan dengan bahan logam, dapat

digunakan bahan-bahan logam yang lebih inert maupun yang kurang inert sebagai

bahan pelapis. Pemakaian kedua macam bahan tersebut mempunyai kelebihan dan

kekurangan masing-masing.

b) Pelapisan dengan bahan non logam. Yaitu dengan pelapis berbahan dasar organik

25

seperti cat polimer dan pelapis berbahan dasar anorganik. Aplikasi pengecatan dapat

dilihat pada Gambar 2.7.1

Gambar 2.7.1 Proses Coating

(Sumber :PT. Daya Radar Utama unit Lamongan)

1. Pengunaan Zinc Anode

Oleh karena itu, dalam rangka pengendalian korosi kita perlu mengenal lingkungan

beserta sifat-sifatnya, macam-macam logam yang dipakai serta daya tahan terhadap

lingkungannya dan peristiwa serta bentuk-bentuk korosi yang diperkirakan akan terjadi,

tetapi faktor ekonomi dalam tiap pengendalian korosi merupakan faktor yang paling

menentukn. Salah satu pemasangan anoda pada kapal dapat dilihat pada gambar 2.7.2

dibawah ini.

Gambar 2.7.2 Pemakaian Zinc Anode

(Sumber :PT. Daya Radar Utama Unit Lamongan)

26

2.8 Katodik Proteksi

Proteksi Katodik (Cathodic Protection) adalah teknik yang digunakan untuk

mengendalikan karat (korosi) pada logam dengan cara menjadikan permukaan logam

tersebut sebagai katode dari sel elektrokimia. Proteksi katodik merupakan cara yang efektif

dalam mencegah stress corrosion cracking (retak karena korosi), dengan cara membalikkan

arah arus korosi untuk mengembalikan elektron-elektron yang mengurai dari logam

tertentu, yang bersifat kebal atau imun sehingga proses korosi pada logam dapat dikurangi

atau ditiadakan (tidak sampai hilang). Sistem proteksi katodik biasanya digunakan untuk

melindungi baja, jalur pipa, tangki, tiang pancang, kapal, anjungan lepas pantai, dan casing

(selubung) sumur minyak di darat (RAHARTRI SERPONG, 2017).

A. Sacrifice Anode Cathodic Protection (SACP)

Proteksi katodik dengan sistem anoda tumbal dapat dijelaskan dengan prinsip sel

galvanik. Dalam suatuk sel galvanic, bagian anoda adalah pihak yang terkorosi sedangkan

katoda tidak terkorosi. Dalam proteksi katodik dengan metode anoda tumbal logam yang

diproteksi diatur agar berperan sebagai katoda. Sejauh ini proteksi katodik banyak

digunakan untuk mengendalikan korosi pada pipa minyak, lambung kapal, anjungan

pengeboran lepas pantai, pipa gas serta pipa air dibawah tanah.Kesemuanya dilindungi

dari serangan korosi di salah satu lingkungan alami yang sehingga kerusakan pada sistem

ini akan berakibat fatal terhadap kinerja sistem proteksi.

a) Macam-macam anoda

Anoda yang biasa dipakai untuk sistem SACP adalah zinc anode dan

aluminium anode.

1. Zinc anode

Zinc dianggap sebagai bahan yang dapat diandalkan, tetapi tidak cocok

untuk digunakan pada suhu yang lebih tinggi, karena cenderung untuk pasif

(tegangan elektroda standar menjadi kurang negatif); jika hal ini terjadi, arus

listrik mungkin berhenti mengalir dan anoda berhenti bekerja. Perairan indonesia

bisa dibilang di bawah suhu tinggi dan cocok menggunakan anoda ini, oleh

karena itu secara ekonomis resiko yang ditimbulkan dari harga yang lebih tinggi

dari aluminium anode tetapi kinerjanya maksimal.

Zinc adalah jenis bahan yang telah digunakan untuk anoda sejak tahun

1824. Zinc Anode terbuat dari bahan zinc dengan kemurnian 99.995%, dan

menghasilkan kapasitas arus sebesar 780 ampere jam (Ah) per kg. Kapasitas zinc

27

anode tidak terpengaruh oleh kepadatan arus. Cocok digunakan sebagai

perlindungan katodik untuk pipa dan dalam air atau rawa dengan ketahanan arus

100 ohm per cm. Dimana susunan komponen aluminium anode dapat dilihat

pada Tabel 2.7.1

Element Kl-Zn1 KI-Zn2

Al 0,10-0,50 ≤ 0,10

Cd 0,025-0,07 ≤ 0,004

Cu ≤ 0,005 ≤ 0,005

Fe ≤ 0,005 ≤ 0,0014

Pb ≤ 0,006 ≤ 0,006

Zn > 99,22 ≥ 99,88

Potential (T=20°C) -1,03V Ag/AgCl/See -1,03 V Ag/AgCl/See

Qᶢ (T=20°C) 780 Ah/kg 780 Ah/kg

Efficiency (T=20°C) 95%

Tabel 2.7.1 Anoda korban seng aplikasi dalam media air laut

(sumber: BKI,2014)

2. Aluminium anode

Aluminium anode memiliki kinerja elektrokimia yang tinggi karena dibuat

dari logam aluminium dengan kemurnian yang tinggi yang dihomogenkan dalam

tungku peleburan skala besar. Unsur lain yang ditambahkan dalam berbagai tipe

anoda aluminium karena dalam keadaan normal, aluminium murni sangat tidak

bisa diandalkan sebagai anoda korban dikarenakan aluminium memproduksi

lapisan oksida yang kemudian membungkus logam tersebut ketika masih diudara

bebas. Oleh karena itu secara ekonomis anoda ini tidak bisa dijadikan solusi

pengganti dari anoda seng.

Aluminium anode memiliki kapasitas arus 2600 Ah/kg di lingkungan air laut

dengan resistivitas 25 Ohm-cm dan -1100mV potensial sehubung dengan

Ag/AgCl. Aluminium memiliki beberapa keunggulan, seperti bobot yang lebih

ringan, dan kapasitas elektron yang jauh lebih tinggi dari seng. Namun, perilaku

elektrokimia aluminium yang cenderung sangat mudah teroksidasi (tak seperti

halnya seng), dan akan pasif pada konsentrasi ion klorida di bawah 1.446 ppm (1

28

ppm = 1 part per million / 1 per 1 juta). Oleh karena itu, penggunaan aluminium

sebagai anoda korban hanya dilakukan pada bagian-bagian tertentu dari struktur

suatu kapal. Dimana susunan komponen aluminium anode dapat dilihat pada

Tabel 2.7.2

Ti - - 0,01-0,05

In 0,01-0,03 - 0,01-0,05

Sn - 0,05-0,15 -

Other El ≤ 0,10 ≤ 0,10 ≤ 0,10

Al Residue Residue Residue

Potential

(T=20°C)

-1,05V

Ag/AgCl/See

-1,05V

Ag/AgCl/See

-1,05V

Ag/AgCl/See

Qᶢ (T=20°C) 2000 Ah/kg 2000 Ah/kg 2700 Ah/kg

Efficiency

(T=20°C) 95%

Tabel 2.7.2 Anoda korban seng aplikasi dalam media air laut

(sumber: BKI,2014)

B. Impressed Current Cathodic Protection (ICCP)

Dalam perencanaan sistem proteksi katodik dengan metode ICCP pada kapal,

terdapat beberapa hal yang mutlak diperhatikan sehingga perencanaan yang dilakukan

dapat tepat sasaran yaitu meminimalisir terjadinya korosi pada permukaan kapal yang

dilindungi, diantaranya adalah :

a) Kondisi struktur lingkungan yang dilindungi

b) Kondisi lingkungan operasional

c) Peralatan yang digunakan

Tujuan ICCP ini adalah meminimalisir pengkaratan atau korosi yang terjadi pada

logam yang tercelup dalam air. Perlindungan korosi pada lambung terbuka dan tempat

tempat yang tersembunyi semacam sea-chest, umumnya dilakukan pada tingkat tertentu saja

kecuali pada pembuatan perencanaan instalasi khusus. Perlindungan badan kapal dengan

metode ICCP yaitu metode perlindungan dengan memberikan elektron pada badan kapal

dengan bantuan sumber arus listrik dari luar.

29

Elektron yang diberikan pada material berasal dari anoda permanen yang

terbuat dari logam. Prinsip dasar sistem ICCP adalah memberikan potensial lebih

negatif, sehingga logam akan berpindah ke zona kekebalan. Perbedaan antara zona

korosi dengan zona kekebalan semata – mata hanya berpijak pada definisi saja,

tetapi dalam kenyataannya meskipun logam berada pada zona kekebalan, korosi

masih berlangsung dengan laju yang lebih rendah. Semakin negatif potensial yang

diberikan maka akan memperlambat reaksi anodik, sebaliknya reaksi katodik akan

semakin cepat, akibatnya logam akan menjadi lebih katodik. Gambar Sistem ICCP

dapat dilihat digambar 2.8 dibawah.

Gambar 2.8 Instalasi ICCP (Sumber: Bureau Veritas)

Proteksi katodik dapat dilakukan dengan dua cara yaitu dengan

menggunakan anoda korban (sacrificial anode) dan impress current (ICCP).

Proteksi katodik dengan anoda korban terjadi saat sebuah logam dihubungkan

dengan logam yang lebih reaktif (anoda). Hubungan ini mengarah pada

rangkaian galvanik. Untuk memindahkan korosi secara efektif dari struktur

logam, material anoda harus mempunyai beda potensial cukup besar untuk

menghasilkan arus listrik (Sudjasta et al., 2018).

30

Gambar 5 Proteksi katodik dengan anoda korban

(sumber: https://ejournal.upnvj.ac.id/index.php/BinaTeknika/article/download/1422/pdf.)

Penggunaan proteksi katodik secara efektif akan menyediakan proteksi yang baik pada

seluruh area permukaan material. Kombinasi coating dan proteksi katodik akan

memberikan pilihan yang lebih ekonomis dan efektif untuk memproteksi material pada

lingkungan tanah dan air laut.

1. Magnesium

Anoda magnesium biasanya digunakan untuk proteksi katodik pada lingkungan

tanah. Terdapat dua buah alloy magnesium yang umum digunakan pada proteksi

katodik yaitu High-Potential Magnesium dan H-1.

Tabel 2.7.3. Standar kimia alloy magnesium


https://ejournal.upnvj.ac.id/index.php/BinaTeknika/article/download/1422/pdfhttps://ejournal.upnvj.ac.id/index.php/BinaTeknika/article/download/1422/pdf

31

2. Seng

Anoda seng digunakan untuk proteksi katodik pada lingkungan tanah yang

memiliki resistivitas rendah, beberapa kondisi air seperti air laut, air payau dan

air tawar. Berikut ini merupakan table komposisi anoda seng untuk penggunaan

pada lingkungan air laut.

Tabel 2.7.4 Komposisi anoda seng untuk lingkungan air laut


3. Aluminium

Anoda aluminium digunakan pada lingkungan air laut dan beberapa kondisi

air tawar. Aluminium memiliki umur yang lebih panjang jika dibandingkan dengan

magnesium. Aluminium juga memiliki arus dan karakteristik berat yang lebih baik

jika dibandingkan dengan seng. Dalam pembuatannya aluminium biasanya

dicampur dengan mercuri, antimoni, indium, tin.

2.9 Desain Proteksi Katodik

Prinsip dari proteksi katodik (Cathodic Protection) adalah menyediakan

elektron untuk struktur logam yang akan dilindungi. Teori yang mendasari adalah

jika arus mengalir dari kutub positif ke kutub negatif (teori listrik konvensional)

struktur akan terlindungi jika arus masuk dari elektrode. Kebalikannya laju korosi

akan meningkat jika arus masuk melalui logam ke electrode (RAHARTRI 2017).

Sistem proteksi katodik banyak digunakan untuk memproteksi struktur

baja yang berada di dalam tanah dan lingkungan air laut, dan sedikit digunakan

(pada kondisi tertentu) untuk penempatan baja dalam air tawar. Dalam banyak

https://ejournal.upnvj.ac.id/index.php/BinaTeknika/article/download/1422/pdf

32

kasus, penerapan proteksi katodik sering dikombinasikan dengan coating.

Tujuannya adalah Analisis Kebutuhan Pemasangan Zink Anode untuk melindungi

baja pada saat coating mengalami kerusakan. Pada saat ini, penerapan sistem

proteksi katodik telah meningkat secara cepat dengan banyaknya penerapan di

area eksplorasi serta produksi minyak dan gas yang berada di offshore. Metode

proteksi ini merupakan metode yang paling banyak digunakan untuk memproteksi

bagian material yang terendam oleh air, terutama air laut (Sudjasta et al., 2018).

Proteksi katodik metode anoda zink dapat dilakukan dengan

menghubungkan anoda zink terhadap material yang akan diproteksi. Material

yang akan diproteksi diatur agar berperan sebagai katoda dalam suatu sel korosi

dan pasangan yang dihubungkan adalah logam lain yang memiliki potensial yang

lebih negatif sehingga berperan sebagai anoda. Elektron akan mengalir dari anoda

ke katoda melalui kabel penghubung sehingga terjadi penerimaan elektron di

katoda. Dengan adanya penerimaan elektron tersebut, katoda mengalami reaksi

reduksi dan terproteksi dari proses korosi. Berikut adalah lebihan penerapan

sistem proteksi katodik metode anoda zink (Sudjasta et al., 2018).

a) Pemasangan relatif mudah dan murah.

b) Tidak membutuhkan sumber energi listrik dari luar.

c) Distribusi arus merata.

d) Cocok untuk daerah berstruktur padat.

e) Tidak membutuhkan biaya operasional.

f) Perawatan mudah.

g) Resiko overprotection rendah.

Namun metode ini juga mempunyai beberapa kekurangan sebagai berikut:

a) Keluaran arus terbatas.

b) Tidak efektif bila resistivitas elektrolit tinggi.

c) Tidak cocok untuk struktur besar yang perlu arus proteksi besar.

Sistem proteksi katodik anoda zink biasanya diterapkan pada

perlindungan tangki dalam tanah, jaringan pipa dalam tanah, jaringan kabel listrik

dan komunikasi dalam tanah, tangki air panas dan struktur kapal laut.

33

Jenis anoda zink dan karakteristiknya Penentuan material yang digunakan

sebagai anoda zink dilakukan berdasarkan kemampuan material tersebut dalam

menurunkan potensial logam yang diproteksi mencapai daerah imun dengan cara

membanjiri struktur dengan arus searah melalui lingkungan. Faktor lainnya yaitu

biayanya murah, mampu dibentuk sesuai ukuran, dan dapat terkorosi secara merata.

Anoda zink yang biasa digunakan adalah magnesium (Mg), seng (Zn), dan

aluminium (Al).

Anoda

Resistivitas

Lingkungan

(ohm/cm)

Aluminium (Al) < 150

Seng (Zn) 150 - 500

Magnesium (Mg) > 500

Tabel 2.8.1 Jenis Anoda dengan Resistivitas Lingkungan

(Sumber: Teknik Pengendalian Korosi)

2.9.1 Perhitungan Luas Permukaan Kapal

Tahap awal perhitungan dimulai dengan mengetahui ukuran utama dari

kapal Lanidng Craft Utility (LCU) 1500 DWT, untuk itu digunakan data ukuran

utama kapal LCU sebagai kapal yang akan di perhitungkan. Setelah ukuran

utama kapal diketahui, maka selanjutnya dilakukan perhitungan luasan lambung

kapal yang tercelup air/ WSA (BKI, 2016).

Perhitungan luas pelat lambung kapal yang akan diproteksi

WSA = LWL (cb x B) + (1,7 x T)

Keterangan :

WSA : Watted Surface Area

Cb : Coefisien Block

B : Lebar Kapal

T : Tinggi Sarat Kapal

34

2.9.2 Perhitungan Faktor Breakdown Coating

Langkah selanjutnya adalah menentukan factor breakdown coating, yang

menunjukkan hambatan arus karena pengaplikasian lapisan insulasi elektrik pada

kapal laut. Jika fc = 0, maka lapisan tersebut memiliki hambatan 100%, dan

membuat kemampuan mengalirnya arus menjadi 0, sebaliknya jika fc = 1, berarti

lapisan pelindung tidak memiliki hambatan arus sama sekali (Veritas, 2007).

Faktor breakdown coating dapat dihitung menggunakan persamaan di

bawah ini :

fc = (a + b) x 𝑡𝑐

2

(Veritas, 2007)

Keterangan :

fc = Faktor breakdown coating.

tc = Umur desain coating (tahun).

a dan b = Konstanta coating.

Dengan :

tc = 3 tahun

a = 0,02

b = 0,015

2.9.3 Perhitungan Kebutuhan Arus Proteksi

Kebutuhan arus proteksi pada sistem katodik proteksi dihitung untuk

mempertahankan proteksi selama umur desain yang diharapkan. Untuk arus

proteksi ini juga tergantung dari factor Breakdon Coating yang

direncanakan(Veritas, 2007). Berikut perhitungan kebutuhan arus proteksi rata –

rata yang dihitung dengan menggunakan persamaan di bawah ini :

Ic = Ac x ic x fc

(Veritas, 2007)

Keterangan :

Ic = Kebutuhan arus proteksi (A).

35

Ac = Luasan yang diproteksi (m2).

ic = Arus densitas rata-rata (A/m2)


2.9.4 Perhitungan Teknis dan Ekonomis Zinc anode dan Aluminium Anode

1. Teknis

Perhitungan kebutuhan anoda dipengaruhi oleh beberapa faktor salah

satunya adalah lamanya periode perlindungan. Untuk lamanya periode

perlindungan disesuikan dengan waktu pengedokan kapal dimana kapal

direncanakan melakukan docking pada 2 tahun berikutnya. Data-data yang

dibutuhkan dalam perhitungan kebutuhan Zinc Anode dan Aluminium Anode

secara teknis dan ekonomis yang sesuai standar BKI atau aturan yang ada,

perhitungan kebutuhan zinc anode yang sesuai standar BKI seperti persamaan

adalah sebagai berikut

Perhitungan masa anoda korban

Dimana :

𝑀 =𝐼𝐶 𝑥 𝑇 𝑥 8760

𝜇 𝑥 𝜀 …(kg)

Keterangan :

M = Berat anoda korban Zinc Anode (kg)

Ic = Kebutuhan arus proteksi (Ampere)

T = Umur proteksi (tahun), T = 3 Tahun ( Peraturan BKI)

µ = Faktor guna anoda korban, = 0,85

Ԑ = Electrochemical efficiency (Ah/kg), = 700 untuk Zn

= 2700 untuk Al

Js =Current Density =( 0,02 A/m2)

36

2. Ekonomis

1. Zinc Anode

Zinc anode dengan dimensi 300 x 150 x 30 mm dengan berat 9,5 kg yang

weld type. Harga zinc anode untuk setiap kilogramnya sebesar Rp 57.000,00.

a. Harga perbatang = berat satuan x harga perkilogram

b. Total harga yang dibutuhkan = harga per batang x jumlah anoda

2. Aluminium Anode

Aluminium anode dengan dimensi 300 x 150 x 30 mm dengan berat

4 kg yang welded type. Harga aluminium anode untuk setiap kilogramnya

sebesar Rp 52.000,00 dan jumlah aluminium anode yang dibutuhkan sebanyak

43 batang. Maka harga yang harus dikeluarkan adalah :



37

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Diagram alir penelitian

Proses pengerjaan tugas akhir ini dapat digambarkan seperti flowchart

pada Gambar 3.1

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

.

Tinjauan Pustaka

Pengumpulan Data

Kesimpulan

Selesai

Identifikasi Area

yang Diproteksi

Perbandingan Ekonomi

Anoda Seng dan Anoda

Aluminium

Mulai

Desain Teknis Katodik

Proteksi

Hasil dan Pembahasan

38

3.2 Tinjuan Pustaka

Pada tahap ini dicari permasalahan yang ada saat proses pembangunan

kapal, sekaligus menjadi tujuan dari tugas akhir ini. Pada tugas akhir ini

permasalahan yang didapatkan yaitu mengenai pemilihan anoda dalam sistem

proteksi katodik pada kapal LCU 1500 DWT.

Tahap ini dilakukan agar penulisan dan memakai metode pada tugas akhir

ini sesuai dengan aturan-aturan yang ada agar perhitungan kebutuhan dan

penggunaan anoda tidak ada kekeliruan. Selain itu dilakukan wawancara lapangan

guna menunjang materi pada tugas akhir ini.

3.3 Pengumpulan data

Tahap ini adalah proses pengumpulan semua data penunjang dari objek yang

diamati. Pengumpulan data dilakukan melalui studi literatur dan wawancara

dilapangan. Data-data yang dibutuhkan yaitu :

3.3.1 Data ukuran utama kapal Landing Craft Utility (LCU) 1500 DWT

Dalam tugas akhir kali ini kapal yang digunakan adalah kapal Landing

Craft Utility (LCU) 1500 DWT milik TNI angkatan darat yang dibangun di

PT. Daya Radar Utama unit Lamongan .Dengan ukuran utama kapal sebagai

berikut :

1 LOA : 99.20 m

2 LWL : 94.69 m

3 LBP : 91.95 m

4 Tinggi (H) : 7.80 m

5 Sarat (T) : 3 m

6 V : 14 knots

7 Cb : 0.731

3.3.2 Perhitungan Luas Area lambung Kapal Landing Craft Utility (LCU)

1500 DWT

Perhitungan ini cukup mudah karena perhitungan ini hanya memerlukan

data utama kapal dan ketentuan dari BKI. Oleh karna itu perhitungan ini sudah

39

sangat umum diterapkan di dunia perkapalan. Untuk are yang dicakup dalam

proteksi katodik ini adalah area yang tercelup air atau biasa disebut Wetted

Surface Area (WSA).

3.3.3 Perhitungan Faktor Breakdown Coating

Menentukan factor breakdown coating, yang menunjukkan hambatan arus

karena pengaplikasian lapisan insulasi elektrik pada kapal laut. Jika fc = 0, maka

lapisan tersebut memiliki hambatan 100%, dan membuat kemampuan

mengalirnya arus menjadi 0, sebaliknya jika fc = 1, berarti lapisan pelindung tidak

memiliki hambatan arus sama sekali.

3.3.4 Perhitungan Kebutuhan Arus Proteksi

Perhitungan ini meliputi luas area yang akan dilindungi oleh anoda yang

digunakan. Arus proteksi ini sangat penting untuk lanjutan perhitungan katodik

proteksi dalam segi teknis dan segi ekonomis. Arus ini adalah aliran elektrik yang

terdapat pada lambung kapal.

3.3.5 Perhitungan Teknis dan Ekonomis Zinc Anode dan Aluminium Anode

Perhitungan anoda dari segi teknis maupun segi ekonomis memang menjadi

topik dalam tugas akhir kali ini. Segi teknis dimulai dari perhitungan area sampai

kebutuhan arus. Segi ekonomis lebih simple dari segi teknis karena perhitungan

ini hanya menjumlah anoda dengan harga yang sudah ditentukan.

3.4 Pengolahan data

Untuk menjawab rumusan masalah yang ada dilakukan pengumpulan data,

setelah semua data diperolah maka akan diolah sesuai dengan metode yang tepat.

Pada tugas akhir ini pengolahan data dilakukan dengan :

1. Menghitung luasan Watted Surface Area (WSA) kapal Landing Craft Utility

(LCU) 1500 DWT

2. Menghitung kebutuhan Faktor Breakdown Coating kapal Landing Craft

Utility (LCU) 1500 DWT

3. Menghitung kebutuhan arus proteksi kapal Landing Craft Utility (LCU)

1500 DWT

40

4. Menghitung kebutuhan anoda seng dan anoda aluminium kapal Landing

Craft Utility (LCU) 1500 DWT

5. Menghitung anoda seng dan anoda aluminium berdasarkan segi ekonomis

kapal Landing Craft Utility ( LCU) 1500 DWT

41

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Utama Kapal

Dalam tugas akhir kali ini kapal yang digunakan adalah kapal

Landing Craft Utility 1500 DWT milik TNI angkatan darat yang dibangun

di PT. Daya Radar Utama unit Lamongan seperti gambar 4.1. Dengan ukuran

utama kapal sebagai berikut :

LOA : 99.20 m

LWL : 94.69 m

LBP : 91.95 m

Lebar (B) : 16,40 m

Tinggi (H) : 7.80 m

Sarat (T) : 3 m

V : 14 knots

Cb : 0.731

Gambar 4. 1 Kapal Landing Craft Utility (LCU) 1500 DWT

42

4.2 Perhitungan Luas Permukaan Kapal

Tahap awal perhitungan dimulai dengan mengetahui ukuran utama dari kapal

tanker, untuk itu digunakan data ukuran utama kapal LCU sebagai kapal yang akan

di perhitungkan. Setelah ukuran utama kapal diketahui, maka selanjutnya dilakukan

perhitungan luasan lambung kapal yang tercelup air/ WSA dengan menggunakan

rumus dari data yang telah diperoleh :

Perhitungan luas pelat lambung kapal yang akan diproteksi

WSA = LWL (cb x B) + (1,7 x T)

= 94,69 (0,731 x 16,40) + (1,7 x 3)

= 1617,30 m2

4.3 Desain Teknis Kebutuhan Zinc Anode

1. Perhitungan Faktor Breakdown Coating


menunjukkan hambatan arus karena pengaplikasian lapisan insulasi elektrik

pada kapal tanker. Jika fc = 0, maka lapisan tersebut memiliki hambatan 100%,

dan membuat kemampuan mengalirnya arus menjadi 0, sebaliknya jika fc = 1,

berarti lapisan pelindung tidak memiliki hambatan arus sama sekali.

Faktor breakdown coating dapat dihitung menggunakan persamaan di bawah

ini :

fc = (a + b) x tc

Keterangan :




Dengan :

tc = 3 tahun

a = 0,02

b = 0,015

Sehingga :

fc = (a + b) x tc

43

= (0,02 + 0,015) x 3

= 0,035 x 3

= 0,105

2. Perhitungan Kebutuhan Arus Proteksi


mempertahankan proteksi selama umur desain yang diharapkan. Berikut

perhitungan kebutuhan arus proteksi rata – rata yang dihitung dengan

menggunakan persamaan di bawah ini:

Ic = Ac x ic x fc

Keterangan :



ic = Arus densitas arus rata-rata (A/m2)


Dengan :

Ac = 1617,30 m2

ic = 0,100 A/m2

fc = 0,035

Sehingga :

Ic = Ac x ic x fc

= 1617,30 x 0,100 x 0,105

= 16,98 A

3. Perhitungan kebutuhan zinc anode





dibutuhkan dalam perhitungan kebutuhan zinc anode yang sesuai standar BKI

sebagai berikut :

𝑴 =𝑰𝑪 𝒙 𝑻 𝒙 𝟖𝟕𝟔𝟎

𝝁 𝒙 𝜺 …(kg)

44

Keterangan :





Ԑ = Electrochemical efficiency (Ah/kg), = 700 untuk Zn


Jadi perhitungan masssa anoda total :

𝑀 =16,98 𝑥 3 𝑥 8760

0,85 𝑥 700

=446234,4

595

= 749,97 kg

Dengan kapasitas anoda :

𝑥 =𝑗𝑠. 𝑇

𝜇

= 0,02A/m2 . 26280 𝑗𝑎𝑚

700(Ah/kg)

= 0,75kg/m2

= 7.5 kg/ 10 m2

4. Perhitungan jumlah zinc anoda yang digunakan :

𝑁 =M

Mal

Keterangan :

N = Jumlah anoda yang dibutuhkan.

M = Massa total anoda (kg).

Mal = Massa bersih 1 buah Zinc Anode (kg)

45

Dengan :

M = 749,97 kg

Mal = 9,5 kg

Sehingga :

N =749,97

9,5

= 78,94 buah

Penambahan anoda korban 20 % untuk tempat – tempat kritis dan sebagai

factor keamanan, sehingga jumlah total anoda korban yang dipasang adalah :

N = 94,7

= 95 Buah

5. Penempatan pembagian anoda

1. Penempatan Zinc anode

Kebutuhan Ziinc anode untuk kapal Landing Craft Utility (LCU) 1500

DWT adalah 95 batang. Selanjutnya untuk peletakan Aluminium anode

disesuaikan dengan radius proteksi dari Zinc anode sendiri sebesar 12,7 m2

untuk 9,5 kg anode. Berdasarkan pembagian Zinc anode dapat dilihat pada

Tabel 4.1 :

46

Perencanaan Pembagian Zinc Anode

No Lokasi Jumlah Berat Total Berat

1 Sea Chest Kiri 4 9,5 Kg 38 Kg

2 Sea Chest Kanan 4 9,5 Kg 38 Kg

3 Kemudi Kiri 4 9,5 Kg 38 Kg

4 Kemudi Kanan 4 9,5 Kg 38 Kg

5 Skeg 6 9,5 Kg 57 Kg

6 Sirip Bilga Kiri 5 9,5 Kg 47,5 Kg

7 Sirip Bilga Kanan 5 9,5 Kg 47,5 Kg

8 Bilga Kiri 20 9,5 Kg 95 Kg

9 Bilga Kanan 20 9,5 Kg 95 Kg

10 Plat Dasar Kiri 11 9,5 Kg 208 Kg

11 Plat Dasar Kanan 11 9,5 Kg 208 Kg

Total 94 891 Kg

Tabel 4. 1 Pembagian letak zinc anode

47

Tabel 4.2 Harga Zinc Anode


= 9,5 kg x Rp.62.000,00

= Rp.598.000,00


= Rp.598.000,00 x 95 Buah

= Rp.56.810.000,00

4.4 Desain Teknis Kebutuhan Aluminium Anode

1. Perhitungan Faktor Breakdown Coating


menunjukkan hambatan arus karena pengaplikasian lapisan insulasi elektrik

pada kapal tanker. Jika fc = 0, maka lapisan tersebut memiliki hambatan 100%,

48

dan membuat kemampuan mengalirnya arus menjadi 0, sebaliknya jika fc = 1,

berarti lapisan pelindung tidak memiliki hambatan arus sama sekali.

Faktor breakdown coating dapat dihitung menggunakan persamaan di bawah

ini :

fc = (a + b) x tc

Keterangan :




Dengan :

tc = 3 tahun

a = 0,02

b = 0,015

Sehingga :

fc = (a + b) x tc

= (0,02 + 0,015) x 3

= 0,035 x 3

= 0,105

2. Perhitungan Kebutuhan Arus Proteksi


mempertahankan proteksi selama umur desain yang diharapkan. Berikut

perhitungan kebutuhan arus proteksi rata – rata yang dihitung dengan

menggunakan persamaan di bawah ini:

Ic = Ac x ic x fc

Keterangan :



ic = Arus densitas arus rata-rata (A/m2)


Dengan :

Ac = 1617,30 m2

ic = 0,100 A/m2

49

fc = 0,035

Sehingga :

Ic = Ac x ic x fc

= 1617,30 x 0,100 x 0,105

= 16,98 A

3. Perhitungan kebutuhan Aluminium Anode





dibutuhkan dalam perhitungan kebutuhan zinc anode yang sesuai standar BKI

adalah sebagai berikut :

𝑴 =𝑰𝑪 𝒙 𝑻 𝒙 𝟖𝟕𝟔𝟎

𝝁 𝒙 𝜺 …(kg)

Keterangan :





Ԑ = Electrochemical efficiency (Ah/kg), = 2700 untuk Al


Jadi perhitungan masssa anoda total :

𝑀 =16,98 𝑥 3 𝑥 8760

0,85 𝑥 2700

=446234,4

2295

= 165.27 kg

Dengan kapasitas anoda :

𝑥 =𝑗𝑠. 𝑇

𝜇

50

= 0,02A/m2 . 26280 𝑗𝑎𝑚

2700(Ah/kg)

= 0,19 kg/m2

= 1.9 kg/ 10 m2

4. Perhitungan jumlah Aluminium anoda yang digunakan :

𝑁 =M

Mal

Keterangan :

N = Jumlah anoda yang dibutuhkan.

M = Massa total anoda (kg).

Mal = Massa bersih 1 buah Zinc Anode (kg)

Dengan :

M = 165,27 kg

Mal = 4 kg

Sehingga :

N =165,27

4

= 41,31 Buah

Penambahan anoda korban 20 % untuk tempat – tempat kritis dan sebagai

factor keamanan, sehingga jumlah total anoda korban yang dipasang adalah :

N = 49,572

= 50 Buah

5. Penempatan pembagian anoda

1. Penempatan Aluminium anode

Kebutuhan Aluminium anode untuk kapal Landing Craft Utility (LCU

estimasi teknis dan ekonomis anoda korban kapal …repository.ppns.ac.id/2252/1/0216030018 - muhamad...

Documents