perancangan sistem proteksi katodik arus paksa pada...

TUGAS AKHIR – TL 141584

PERANCANGAN SISTEM PROTEKSI KATODIKARUS PAKSA PADA PIPA BAJA API 5L GRADE BDI DALAM TANAH DENGAN VARIASI JENISCOATING

MUHAMMAD RIZAL PAMBUDINRP 2713 100 004

Dosen Pembimbing :Tubagus Noor Rohmannudin. S.T., M.Sc.Lukman Noerochim, S.T., M.Sc.(Eng)., Ph.D.

DEPARTEMEN TEKNIK MATERIAL DAN METALURGIFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA2017

i

TUGAS AKHIR – TL 141584

PERANCANGAN SISTEM PROTEKSI KATODIKARUS PAKSA PADA PIPA BAJA API 5L GRADEB DI DALAM TANAH DENGAN VARIASI JENISCOATING


Dosen Pembimbing :Tubagus Noor Rohmannudin. ST., M.Sc.Lukman Noerochim, ST., M.Sc.(Eng)., Ph.D.

DEPARTEMEN TEKNIK MATERIAL DAN METALURGIFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA2017

ii

(Halaman Ini Sengaja Dikosongkan)

iii

FINAL PROJECT – TL 141584

DESIGN OF IMPRESSED CURRENT CATHODICPROTECTION ON STEEL PIPE API 5L GRADE BIN SOIL WITH TYPE OF COATING


Advisor Lectures::Tubagus Noor Rohmannudin. ST., M.Sc.Lukman Noerochim, ST., M.Sc.(Eng)., Ph.D.

MATERIALS AND METALLURGICAL ENGINEERING DEPARTEMENTFACULTY OF INDUSTRIAL TECHNOLOGYSEPULUH NOPEMBER INSTITUTE OF TECHOLOGYSURABAYA2017

iv


vi


ix

Design of Impressed Current Cathodic Protection on Steel PipesAPI 5L Grade B in Soil with Type of Coating

Name : Muhammad Rizal PambudiNRP : 27131000004Departemen : Material Engineering ITSAdvisors Lecture : Tubagus Noor R. ST., M.Sc.

Dr. Lukman N, ST., M.Sc (Eng)

ABSTRACTImpressed Current Cathodic Protection (ICCP) is a method thataims to prevent corrosion of steel or iron material. This methodworks by reversing the direction of corrosion or electric current inthe corrosion process so that an electric current uniformly flowsthroughout the metal surface through the electrolyte. Cathodicprotection of forced current is chosen because it is easy to controlthe current given in the system. In ICCP, the anode used is an inertmaterial so it has a longer active period. Materials such asplatinum, magnets, silicon steel, and graphite are commonly usedin such applications. Adapaun for cathode used Steel Pipe. Thepurpose of this research is to design cathodic protection on pipewith API type 5L with coating variable. The variables used in thisstudy are different types of coatings namely base coat and top coat.The 5L API pipe length dimension used is 1.5m. Measurementstaken are the measurement of soil resistivity and pH on the groundwhere the pipe is used. At the cathode with the use of secondaryand primary coatings the required protective current will be lowerthan that of the cathode using only the primary coating. While inenvironmental conditions with different soil resistivity, the higherthe soil resistivity will result in lower protection requirement.Keywords: Anode, Cathode, Corrosion, Impressed CurrentCathodic Protection

x


vii

Perancangan Sistem Proteksi Katodik Arus Paksa pada Pipa BajaAPI 5L Grade B di Dalam Tanah Dengan Variasi Jenis Coating

Nama : Muhammad Rizal PambudiNRP : 27131000004Departemen : Teknik Material FTI-ITSDosen Pembimbing : Tubagus Noor R. ST., M.Sc.

Dr. Lukman N, ST., M.Sc (Eng)

ABSTRAKImpressed Current Cathodic Protection (ICCP) adalah suatu

metode yang bertujuan untuk mencegah korosi pada material bajaatau besi. Metode ini bekerja dengan membalikkan arah arus korosiatau listrik dalam proses korosi sehingga arus listrik searahmengalir keseluruh permukaan logam melalui elektrolit. Proteksikatodik arus paksa dipilih karena mudah untuk mengontrol arusyang diberikan dalam sistem. Pada ICCP, anoda yang digunakanadalah material inert sehingga mempunyai masa aktif yang lebihlama. Material seperti platinum, magnet, baja silikon, dan grafitbiasanya digunakan pada pengaplikasian tersebut. Adapaun untukkatoda digunakan Pipa Baja. Tujuan dalam penelitian ini adalahuntuk merancang proteksi katodik pada pipa dengan tipe API 5Ldengan variabel coating. Variabel yang digunakan pada penelitianini adalah perbedaan jenis pelapisan yaitu base coat dan top coat.Dimensi panjang pipa API 5L yang digunakan adalah 1,5m.Pengukuran yang dilakukan adalah pengukuran resistivitas tanahdan pH pada tanah tempat pipa digunakan. Pada katoda denganpenggunaan coating sekunder dan primer maka arus proteksi yangdiperlukan akan semakin rendah dibandingkan dengan katoda yanghanya menggunakan coating primer. Sementara pada kondisilingkungan dengan resistivitas tanah yang berbeda, semakin tinggiresistivitas tanah maka mengakibatkan kebutuhan arus proteksisemakin rendah.Kata kunci: Anoda, Katoda, Korosi, Proteksi Katodik Arus Paksa,

viii

(Halaman ini sengaja dikosongkan)

xi

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah puji dan syukur penulis panjatkan kehadiratAllah SWT yang telah memberikan rahmat, anugerah, sertakarunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhirserta menyusun laporan tugas akhir dengan judul “PerancanganSistem Proteksi Katodik Arus Paksa pada Pipa Baja API 5LGrade B di Dalam Tanah Deangan Variasi Jenis Coating”.

Laporan tugas akhir ini dibuat untuk melengkapi mata kuliahtugas akhir yang menjadi salah satu syarat memperoleh gelarSarjana Teknik (S.T.) di Departemen Teknik Material - FakultasTeknologi Industri - Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya.

Penulis menyadari bahwa tanpa bantuan dan dukungan dariberbagai pihak, laporan tugas akhir ini tidak dapat terselesaikandengan baik. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkanterimakasih kepada pihak yang telah memberikan dukungan,bimbingan, dan kesempatan kepada penulis hingga laporan tugasakhir ini dapat diselesaikan dengan baik, diantaranya:1. Kedua orang tua serta kelima saudara penulis yang telah

memberikan banyak doa, dukungan moriil dan materiil,semangat, cinta kasih, motivasi, dan inspirasi kepada penulis.

2. Bapak Dr. Agung Purniawan, S.T., M.Eng selaku KepalaDepartemen Teknik Material FTI – ITS.

3. Bapak Tubagus Nur Rohmannudin, S. T, M. Sc selaku dosenpembimbing satu tugas akhir penulis yang telah membimbingdan memberikan banyak ilmu selama pengerjaan tugas akhirini.

4. Bapak Lukman Noerochim, ST., M.Sc.(Eng)., Ph.D. selakudosen pembimbing dua tugas akhir penulis yang telahmembimbing dan memberikan banyak ilmu selamapengerjaan tugas akhir ini.

5. Bapak Dr. Eng. Hosta Ardhyananta, S.T., M.Sc. selakuKoordinator Tugas Akhir Departemen Teknik Material FTI-ITS.

xii

6. Bapak Wikan Jatimurti, S.T., M.Sc. selaku dosen wali yangsangat mengayomi dan memberikan motivasi selama penulismenjalani pendidikan di Departemen Teknik Material FTI-ITS.

7. Tim Dosen Penguji seminar dan sidang tugas akhir, sertaseluruh bapak dan ibu dosen dan karyawan di lingkunganDepartemen Teknik Material FTI-ITS yang tak kenal lelahdalam mendidik putra-putri terbaik bangsa ini.

8. Maulana, Pribadi, Dcebunk, Nia, Ilmi, Igfar, Kresna, Tantyo,Ayu, Bedry, Farid, Naufal, Fikri dan seluruh penggunaLaboratorium Korosi dan Kegagalan Material

9. Mia, Dony, dan Icha selaku teman menuntut ilmu agama10. Teman-teman Keputih Galaxy11. Penghuni Kos Big Mama yang senantiasa menemani

kesendirian penulis.12. Santri PPM yang mengajarkan motivasi untuk selalu belajar13. Serta seluruh pihak yang belum bisa dituliskan satu per satu

oleh penulis. Terimakasih atas dukungan dan bantuan teman-teman sekalian.

Penulis berharap laporan tugas akhir ini dapat bermanfaatbagi seluruh pihak yang membaca. Penulis juga menyadari masihterdapat banyak kekurangan dalam penulisan laporan tugas akhirini, sehingga penulis sangat menerima kritik dan saran dari parapembaca yang dapat membangun demi kesempurnaan laporantugas akhir ini.

Surabaya, Juli 2017Penulis,

M Rizal Pambudi2713100004

xiii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL..................................................................... iLEMBAR PENGESAHAN......................................................... vABSTRAK..................................................................................viiABSTRACT ................................................................................ ixKATA PENGANTAR ................................................................ xiDAFTAR ISI.............................................................................xiiiDAFTAR GAMBAR...............................................................xviiDAFTAR TABEL..................................................................... xxiBAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ...................................................................... 11.2 Rumusan Masalah ................................................................. 21.3 Batasan Masalah.................................................................... 31.4 Tujuan Penelitian................................................................... 31.5 Manfaat Penelitian................................................................. 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA2.1 Korosi ................................................................................... 52.2 Mekanisme Korosi ............................................................... 72.3 Elektrokimia dan Redox ....................................................... 92.4 Deret Volta ......................................................................... 112.5 Sel Galvani ......................................................................... 132.6 Jenis-Jenis Korosi ............................................................... 182.7 Laju Korosi ......................................................................... 292.8 Korosi Baja Dalam Tanah .................................................. 312.9 Pengaruh Lingkungan Terhadap Korosi ............................ 372.10 Teknik Pencegahan Korosi ............................................... 412.11 Inhibitor ............................................................................ 452.11.1 Sistem Kerja Inhibitor ................................................. 462.11.2 Pengaruh Adanya Inhibitor pada Korosi ..................... 47

2.12 Proteksi Katodik ............................................................... 482.13 Proteksi Katodik Anoda Korban ....................................... 482.13.1 Metode Kerja SACP .................................................... 512.13.2 Anoda pada SACP ....................................................... 52

xiv

2.14.3 Penggunaan SACP ....................................................... 542.14 Proteksi Katodik Arus Paksa ............................................ 562.14.1 Reaksi pada Sistem Proteksi Katodik Arus Paksa ....... 582.14.2 Anoda pada Sistem Proteksi Katodik Arus Paksa ....... 592.14.3 Susunan Penanaman Anoda Groundbed ...................... 652.14.4 Kedalaman Tanam Anoda Groundbed ........................ 662.14.5 Backfill ........................................................................ 672.14.6 Transformator Rectifier ............................................... 68

2.15 Elektroda Acuan ............................................................... 692.16 Katoda ............................................................................... 722.17 Elektrolit ........................................................................... 722.18 Angka Keamanan ............................................................. 732.19 Holiday Detector .............................................................. 732.20 Lapisan Pelindung ............................................................ 742.20.1 Coating primer ............................................................. 752.20.2 Coating Sekunder/ Intermediate .................................. 762.20.3 Top Coating ................................................................. 76

2.21 Potensial Proteksi ............................................................. 772.22 Resisitivitas Tanah ............................................................ 782.23 Densitas Arus .................................................................... 812.24 Overprotection .................................................................. 822.25 Diagram Pourbaix ............................................................. 832.26 Penelitian Sebelumnya ..................................................... 88

BAB III METODOLOGI3.1 Diagram Alir ...................................................................... 933.2 Bahan ................................................................................. 943.3 Peralatan ............................................................................. 943.4 Langkah Perancangan ........................................................ 94

BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN4.1 Perencanaan Perancangan ................................................ 1154.1.1 Kriteria Desain ............................................................ 1154.1.2 Standar Desain Perancangan ..................................... 1154.2 Pengumpulan Data ........................................................... 1154.2.1 Data Material .............................................................. 1154.2.2 Data Anoda .................................................................. 116

xv

4.2.3 Data Lapis Lindung ..................................................... 1164.2.4 Data Tanah .................................................................. 117

4.2.4.1 Pengukuran Resistivitas Tanah ............................... 1174.2.4.2 Pengukuran pH Tanah ............................................ 119

4.3 Perhitungan Desain ....................................................... 1204.3.1 Luas permukaan yang diproteksi ................................. 1214.3.2 Konduktansi Lapis Lindung Pipa ................................ 1214.3.3 Tahanan Pipa ............................................................... 1224.3.4 Konstanta Atenuasi ..................................................... 1234.3.5 Tahanan Karakteristik Pipa ......................................... 1244.3.6 Pergeseran Potensial Pipa ............................................ 1244.3.7 Kebutuhan Arus Proteksi ............................................ 1254.3.8 Keperluan Arus DC minimum .................................... 1264.3.9 Berat Anoda ................................................................. 1274.3.10 Jumlah Anoda yang Dibutuhkan ............................... 1284.3.11 Tahanan Anoda Tunggal ............................................ 1294.3.12 Faktor Interferensi Anoda .......................................... 1294.3.13 Tahanan groundbed ................................................... 1304.3.14 Tegangan yang diperlukan ......................................... 131

4.4 Perhitungan Arus dan Potensial ................................... 1324.5 Hasil Proteksi ................................................................... 1384.6 Faktor yang Memengaruhi Kebutuhan Arus Proteksi ...... 148

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN5.1 Kesimpulan........................................................................ 1535.2 Saran.................................................................................. 153

DAFTAR PUSTAKA .............................................................xxiiiLAMPIRAN............................................................................. xxvBIODATA PENULIS............................................................. xxix

xvi


xvii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Deret Volta ............................................................. 11Gambar 2.2 Bagian Sel Volta atau Sel Galvani .......................... 15Gambar 2.3 Penggambaran Notasi Sel ....................................... 15Gambar 2.4 Korosi Merata ......................................................... 19Gambar 2.5 Proses Korosi Galvanik .......................................... 19Gambar 2.6 Contoh Korosi Celah .............................................. 21Gambar 2.7 Mekanisme Korosi sumuran ................................... 22Gambar 2.8 Korosi SCC ............................................................. 23Gambar 2.9 Korosi Integranular ................................................. 24Gambar 2.10 Korosi Erosi .......................................................... 27Gambar 2.11 Korosi Mikrobiologi ............................................. 28Gambar 2.12 Korosi lelah komponen boiler .............................. 29Gambar 2.13 Laju Korosi pada penambahan Oxidizer .............. 33Gambar 2.14 Temperatur dan laju korosi ................................... 38Gambar 2.15 Korosi pada knalpot kendaraan bermotor ............. 39Gambar 2.16 Proses Pengecetan Pipa ......................................... 41Gambar 2.17 Pelapisan Krom pada Body Sepeda ...................... 42Gambar 2.18 Pelapisan Timah pada Logam Fe .......................... 43Gambar 2.19 Pelapisan dengan Zink Spray ................................ 43Gambar 2.20 Rangkaian Proteksi Katodik Anoda Tumbal ........ 49Gambar 2.21 Rangkaian sistem SACP ....................................... 52Gambar 2.22 Rangkaian Proteksi Katodik Arus Paksa .............. 57Gambar 2.23 Besi Silicon ........................................................... 61Gambar 2.24 AnodaTimbal Perak .............................................. 62Gambar 2.25 Anoda Grafit ......................................................... 62Gambar 2.26 Anoda Platina ....................................................... 64Gambar 2.27 Instalasi Anoda Tipe Vertikel ............................... 65Gambar 2.28 Instalasi Tipe Anoda Tipe Horisontal ................... 66Gambar 2.29 Point Deep Well Anode Groundbed ..................... 67Gambar 2.30 Transformator Rectifier ........................................ 69Gambar 2.31 Elektroda Acuan Ag/AgCl .................................... 71Gambar 2.32 Elektroda Acuan Cu/CuSO4 .................................. 72Gambar 2.33 Konfigurasi Metode Werner ................................. 80

xviii

Gambar 2.34 Diagram Pourbaix ................................................. 84Gambar 2.35 Kebtuhan Arus proteksi (TA) ............................... 88Gambar 2.36 Kebutuahan Arus Proteksi pada Pipa .................... 89Gambar 3.1 Diagram Alir ........................................................... 93Gambar 3.2 Sel Aki .................................................................... 96Gambar 3.3 Kabel Tembaga ....................................................... 96Gambar 3.4 Pin Tembaga ........................................................... 97Gambar 3.5 Multitester ............................................................... 97Gambar 3.6 Pengukuran Resistivitas Tanah ............................... 98Gambar 3.7 Pengukuran pH Tanah .......................................... 100Gambar 3.8 Pengukuran Pipa Baja API 5L Grade B ............... 105Gambar 3.9 Pembersih Pipa dari pengotor ............................... 105Gambar 3.10 Pengait kabel pada pipa baja ............................... 106Gambar 3.11 Pemberian Coating Primer .................................. 107Gambar 3.12 Pemberian Coating Ganda (Primer dan Sekunder)................................................................................................... 108Gambar 3.13 Pengukuran anoda grafit ..................................... 109Gambar 3.14 Anoda yang telah diberi sambungan kabel ......... 109Gambar 3.15 Anoda yang akan diberikan backfill ................... 110Gambar 3.16 Pemberian kabel pada pipa ................................. 111Gambar 3.17 Instalasi sambungan kabel pada Rectifier ........... 111Gambar 3.18 Pipa ditanam di kedalaman 50 cm ...................... 112Gambar 3.19 Pemberian arus proteksi oleh rectifier ................ 112Gambar 3.20 Pengukuran tegangan proteksi ............................ 113Gambar 4.1 Pengukuran potensial awal pipa sebelum diberi arusproteksi ..................................................................................... 132Gambar 4.2 Grafik Kebutuhan Arus Proteksi Pipa .................. 134Gambar 4.3 Grafik Potensial Proteksi Pipa .............................. 137Gambar 4.4 Pengukuran potensial akhir pipa sebelum diberi arusproteksi ..................................................................................... 138Gambar 4.5 Pipa dengan coating Primer setelah 28 hari pemberianarus proteksi ............................................................................. 139Gambar 4.6 Pipa dengan coating Primer dan Sekunder setelah 28hari pemberian arus proteksi .................................................... 140Gambar 4.7 Permukaan pipa coating primer setelah 28 hari .... 141

xix

Gambar 4.8 Permukaan pipa coating primer dan sekunder setelah28 hari ....................................................................................... 142Gambar 4.9 Sambungan lasan pada pipa coating primer ......... 144Gambar 4.10 Sambungan lasan pada pipa coating primer dansekunder .................................................................................... 145Gambar 4.11 Anoda grafit pada pipa coating primer ............... 146Gambar 4.12 Anoda grafit pada pipa coating primer dan sekunder................................................................................................... 147

xx


xxi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Konstanta Corrosion Rate Unit Desire ....................... 30Tabel 2.2 Spesifikasi Anoda ....................................................... 53Table 2.3 Karakteristik Anoda Korban ....................................... 55Tabel 2.4 Nilai Standar Potensial Logam untuk Proteksi Katodik..................................................................................................... 55Tabel 2.5 Nilai Electrochemical Efficeincy untul Al dan Zn padaanoda korban .............................................................................. 56Tabel 2.6 Jenis dan Spesifikasi Anoda ....................................... 64Tabel 2.7 Densitas Carbonaceous Backfill ................................. 68Tabel 2.8 Nilai Elektroda Acuan ................................................ 77Tabel 2.9 Klasifikasi Resistivitas Tanah ..................................... 79Tabel 2.10 Klasifikasi Tingkat Densitas Arus ............................ 81Tabel 2.11 Tabel Pourbaix (1) .................................................... 86Tabel 2.12 Tabel Pourbaix (2)..................................................... 87Tabel 4.1 Komposisi Kimia Baja API 5L Grade B .................. 116Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Resistivitas Tanah ....................... 118Tabel 4.3 Hasil pengukuran pH ................................................ 120Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Potensial Pipa Sebelum Proteksi . 132Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Arus Proteksi Pipa Coating Primer................................................................................................... 133Tabel 4.6 Hasil Pengukuran Arus Proteksi Pipa Coating Ganda(Primer dan Sekunder) .............................................................. 134Tabel 4.7 Hasil Pengukuran Tegangan Proteksi Pipa CoatingPrimer ....................................................................................... 136Tabel 4.8 Hasil Pengukuran Tegangan Proteksi Pipa CoatingGanda (Primer dan Sekunder) .................................................. 137Tabel 4.9 Hasil Pengukuran Potensial Pipa Setalah Proteksi ... 138

xxii


1

BAB IPENDAHULUAN

1. 1. Latar BelakangKorosi merupakan salah satu masalah serius yang berakibat

pada timbulnya kerugian dalam segi pembiayaan. Berdasarkanpenelitin di Amerika, korosi telah menelan biaya ratusan milyardolar setiap tahunnya. Korosi adalah proses atau reaksielektrokimia yang bersifat alamiah dan berlangsung dengansendirinya, oleh karena itu korosi tidak dapat dicegah ataudihentikan sama sekali. Korosi hanya bisa dikendalikan ataudiperlambat lajunya sehingga memperlambat proses perusakannya.Salah satu metode untuk mengendalikan korosi adalah denganproteksi katodik metode Impressed Current Cathodic Protection(ICCP)

Impressed Current Cathodic Protection (ICCP) adalahsuatu metode yang bertujuan untuk mencegah korosi pada materialbaja atau besi. Yaitumembalikkan arah arus korosi atau listrikdalam proses korosi, yang berarti mengalirkan arus listrik searahkeseluruh permukaan logam melalui elektrolit. Alasan yang palingumum untuk memilih ICCP yaitu dengan menggunakan galvaniccathodic karena kebutuhan arus proteksinya baik dibandingkandengan proteksi dengan berbahan lain. Anoda yang digunakansebagai proteksi kebutuhan yaitu mempunyai masa aktif yanglama. Dengan demikian, material seperti platinum, magnet, bajasilikon, dan grafit biasanya digunakan pada pengaplikasiantersebut.

Pipa baja banyak digunakan dalam berbagai industri, pipabaja biasa digunakan untuk memindahkan zat hasil pemerosesanseperti cairan, gas, uap, zat padat yang dicairkan maupun serbukhalus. Material yang digunakan sebagai pipa sangat banyakdiantaranya adalah beton cor, gelas, timbal, kuningan (brass),tembaga, plastik, aluminium, besi tuang, namun pada umumnyamaterial yang umum digunakan sebagai pipa adalah baja karbondan baja paduan.

2 Laporan Tugas AkhirDepartemen Teknik Material FTI-ITS

BAB I PENDAHULUAN

Pada pipa baja yang ditanam didalam tanah sangat rawanterjadi korosi akibat pengaruh lingkungan sekitarnya. Proteksi padapipa baja diperlukan agar menghambat laju korosi sehingga pipatersebut tidak mengalami kegagalan atau kerusakan yang dapatmembahayakan lingkungan sekitar. Proteksi pada pipa saat inisudah mengalami beberapa kemajuan, proteksi yang biasadigunakan antara lain dengan menggunakan metoda anoda tumbal,metoda arus paksa, inhibitor, dan penggunan lapisan pelindung(coating). Masing masing metoda memiliki keunggulan dankekurangan tersendiri.

Perlindungan tambahan dalam korosi dapat dilakukandengan memberikan lapisan pada pipa baja. Coating dapatmenurunkan laju korosi sehingga memungkinkan pipa dapat lebihlama terlindungi. Pemberian coating juga dapat memperlambatkonsumsi anoda sehingga konsumsi anoda yang terpasang dalamsistem proteksi katodik menjadi lebih lama. Dampak daripemberian anoda dan konsumsi anoda juga akan mempengaruhipemberian jumlah arus yang diberikan dalm sitem proteksi katodikarus paksa.

Hasil perhitungan dan pembahasan akan menunjukkan danmembandingkan kebutuhan arus proteksi dan konsumsi anodadengan variabel coating sehingga akan bermanfaat untukpengembangan teknologi dalam bidang korosi dan pengendaliankorosi.

1. 2. Rumusan MasalahRumusan masalah yang terdapat pada penelitian ini

adalah:1. Bagaimana merancang sistem proteksi katodik arus paksa

(Impressed Current Cathodic Protection) pada pipa bajaAPI 5L Grade B

2. Bagaimana perbedaan kebutuhan arus proteksi pipa padasetiap jenis pelapisan

3. Bagaimana faktor-faktor dalam sistem kerja proteksi aruspaksa (Impressed Current Cathodic Protection) pada pipa

Laporan Tugas Akhir 3Departemen Teknik Material FTI – ITS

BAB I PENDAHULUAN

baja yang berada di dalam tanah dapat mempengaruhisistem kerja tersebut.

1. 3. Tujuan PenelitianTujuan penelitian dalam tugas akhir ini adalah sebagai

berikut :1. Merancang sistem proteksi katodik arus paksa (Impressed

Current Cathodic Protection) pada pipa baja API 5LGrade B

2. Membandingkan kebutuhan arus proteksi pipa pada setiapjenis pelapisan

3. Menganalisa faktor-faktor dalam sistem kerja proteksi aruspaksa (Impressed Current Cathodic Protection) pada pipabaja yang berada di dalam tanah dapat mempengaruhisistem kerja tersebut.

1. 4. Batasan dan Ruang Lingkup PenelitianBatasan-batasan dari permasalahan yang dibahas didalam

tugas akhir ini adalah sebagai berikut :1. Pipa baja yang digunakan pada penelitian ini adalah tipe

API 5L grade B2. Ketebalan coating dianggap sama3. Dimensi Pipa yang digunakan adalah homogen

1. 5. Manfaat penelitian PenelitianPenelitian ini dilakukan untuk memberikan manfaat antara

lain:1. Menghasilkan rancangan sistem proteksi katodik arus

proteksi pada pipa API 5L grade B dengan perbedaancoating

2. Dapat mempelajari pengaruh yang mempengaruhi sistemproteksi katodik arus paksa pada pipa API 5L grade B didalam tanah

4 Laporan Tugas AkhirDepartemen Teknik Material FTI-ITS

BAB I PENDAHULUAN


5

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 KorosiIndonesia merupakan negara yang beriklim tropis dengan

tingkat curah hujan dan kelembaban yang tinggi serta intensitassinar matahari yang tinggi pula, dan sebagai Negara berkembang,di Indonesia juga banyak bermunculan industri-industri yangmempunyai pengaruh cukup besar terhadap tingkat pencemaranpada lingkungan. Fenomena alam dan material khususnya logammempunyai suatu keterikatan dalam suatu sistem dan proses.Hubungan tersebut diimplementasikan dalam suatu proseskerusakan yang dinamakan korosi. Korosi adalah kerusakanmaterial khususnya logam secara umum akibat reaksi denganlingkungan sekitarnya. Korosi merupakan penurunaan kualitasyang disebabkan oleh reaksi kimia bahan logam dengan unsur-unsur lain yang terdapat di alam.

Dalam bahasa sehari-hari, korosi disebut perkaratan.Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi. Padaperistiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen(udara) mengalami reduksi. Karat logam umumnya adalah berupaoksida atau karbonat. Rumus kimia karat besi adalah Fe2O3.nH2O,suatu zat padat yang berwarna coklat-merah. Dua jenis mekanismeutama dari korosi adalah berdasarkan reaksi kimia secara langsung,dan reaksi elektrokimia. Korosi dapat terjadi didalam lingkungankering dan juga lingkungan basah. Korosi yang terjadi pada logamtidak dapat dihindari, tetapi hanya dapat dicegah dan dikendalikansehingga struktur atau komponen mempunyai masa pakai yanglebih lama. Hasil dari proses kerusakan berupa berbagai produkkorosi misalnya berbagai macam oksida logam, kerusakanpermukaan logam secara morfologi, perubahaan sifat mekanis,perubahan sifat kimia. Dengan dasar pengetahuan tentangelektrokimia proses korosi yang dapat menjelaskan mekanismedari korosi, dapat dilakukan usaha-usaha untuk pencegahanterbentuknya korosi.

6 Laporan Tugas AkhirDepartemen Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Kecepatan korosi sangat tergantung pada banyak faktor,seperti ada atau tidaknya lapisan oksida, karena lapisan oksidadapat menghalangi beda potensial terhadap elektrode lainnya yangakan sangat berbeda bila masih bersih dari oksida. Korosi pada besimenimbulkan banyak kerugian, karena barang-barang ataubangunan yang menggunakan besi menjadi tidak awet. Korosi padabesi dapat dicegah dengan membuat besi menjadi baja tahan karat(stainless steel), namun proses ini membutuhkan biaya yang mahal,sehingga tidak sesuai dengan kebanyakan pengunaan besi.Penggunaan struktur yang terbuat dari besi dan baja kini memilikiperanan yang sangat penting dalam dunia industri terutama padapenggunaan untuk saluran air, saluran gas, maupun tiangkonstruksi. Struktur yang diaplikasikan pada kegiatan tersebutdidesain sedemikian rupa agar dapat dipakai hingga 30-50 tahun.Namun pada kenyataannya timbul banyak permasalahan yangmenyebabkan turunnya kualitas baja tersebut hingga terjadikerusakan yang sangat parah. Hal ini dikarenakan korosi yangmenjadi penyebab utama terhadap kegagalan material dimanadampak yang ditimbulkan akan berimbas pada lingkungan danekonomi. Oleh karena itu, berbagai upaya terus dilakukan gunauntuk mempertahankan masa pemakaian yang lebih lama dansesuai standar.

Selain itu, kondisi pada struktur yang dipendam didalamtanah dapat membuat masalah menjadi lebih kompleks. Padaumumnya, korosi pada tanah dapat dibatasi dengan pengukuranresistivitas tanah dan potensial struktur terhadap tanah. Namunsetelah diteliti kembali masih terdapat banyak faktor yang dapatmenyebabkan timbulnya korosi pada tanah, diantaranya ialah jenistanah, kelembaban, pH tanah, dan cacat/goresan pada baja yangdapat menimbulkan korosi sumuran. Pelapisan (Coating) menjadisolusi untuk menjaga kestabilan dan penghalang terhadaplingkungan korosif untuk mengurangi laju degradasi. Lapisantambahan diberikan untuk mengisolasi struktur agar terhindar darilingkungan luar yang dapat menimbulkan korosi.

Laporan Tugas Akhir 7Departemen Teknik Material dan Metalurgi FTI – ITS


Namun pada kenyataannya, tak jarang saat prosespemasangan coating terdapat ketidaksempurnaan sehingga timbulgoresan atau sobekan. Usaha lain yang dapat dilakukan untukmengendalikan korosi ialah dengan menggunakan proteksi katodikmetode Impressed Current Cathodic Protection (ICCP). Sistemproteksi ini dapat melindungi baja yang relatif besar denganmemberikan sejumlah arus secara paksa yang dapat diatur sesuaidengan kebutuhan. Dengan keuntungan yang lebih fleksibel dalammengendalikan korosi pada struktur baja konstruksi yangmelatarbelakangi penulis untuk melakukan penelitian ini. Padapenelitian ini akan dibahas karakteristik tanah pada tingkatkeasaman yang berbeda-beda terhadap kebutuhan arus proteksiyang dibutuhkan oleh struktur baja yang dipendam didalam tanah.Selain itu, variabel lain yang diteliti ialah variasi cacat gores yangdiberikan pada lapis lindung diharapkan memiliki pengaruh padakebutuhan proteksi katodik.

2.2 Mekanisme KorosiKorosi terjadi melalui reaksi redoks, di mana logam

mengalami oksidasi, sedangkan oksigen mengalami reduksi. Karatlogam umumnya berupa oksida atau karbonat. Karat pada besiberupa zat yang berwarna cokelat-merah dengan rumus kimiaFe2O3·xH2O. Oksida besi (karat) dapat mengelupas, sehinggasecara bertahap permukaan yang baru terbuka itu mengalamikorosi. Berbeda dengan aluminium, hasil korosi berupa Al2O3

membentuk lapisan yang melindungi lapisan logam dari korosiselanjutnya. Hal ini dapat menerangkan mengapa panic dari besilebih cepat rusak jika dibiarkan, sedangkan panci dari aluminiumlebih awet.

Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi,sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi. Karat logamumumnya adalah berupa oksida atau karbonat. Rumus kimia karatbesi adalah Fe2O3.nH2O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi itu berlakusebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi.



Fe(s) <--> Fe2+(aq) + 2e ........................................... (2.1)

Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain daribesi itu yang bertindak sebagai katode, di mana oksigen tereduksi.

O2(g) + 4H+(aq) + 4e <--> 2H2O(l) ........................... (2.2)

atau

O2(g) + 2H2O(l) + 4e <--> 4OH-(aq) ......................... (2.3)

Ion besi (II) yang terbentuk pada anode selanjutnyateroksidasi membentuk ion besi (III) yang kemudian membentuksenyawa oksida terhidrasi, yaitu karat besi. Mengenai bagian manadari besi itu yang bertindak sebagai anode dan bagian mana yangbertindak sebagai katode, bergantung pada berbagai faktor,misalnya zat pengotor, atau perbedaan rapatan logam itu.

Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yangmerusak logam karena logam bereaksi secara kimia atauelektrokimia dengan lingkungan. Ada definisi lain yangmengatakan bahwa korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksilogam dari bijih mineralnya. Contohnya, bijih mineral logam besidi alam bebas ada dalam bentuk senyawa besi oksida atau besisulfida, setelah diekstraksi dan diolah, akan dihasilkan besi yangdigunakan untuk pembuatan baja atau baja paduan. Selamapemakaian, baja tersebut akan bereaksi dengan lingkungan yangmenyebabkan korosi (kembali menjadi senyawa besi oksida).

Deret Volta dan hukum Nernst akan membantu untukdapat mengetahui kemungkinan terjadinya korosi. Kecepatankorosi sangat tergantung pada banyak faktor, seperti ada atautidaknya lapisan oksida, karena lapisan oksida dapat menghalangibeda potensial terhadap elektrode lainnya yang akan sangatberbeda bila masih bersih dari oksida.



2.3 Elektrokimia dan RedoxElektrokimia adalah cabang kimia yang mempelajari

reaksi kimia yang berlangsung dalam larutan pada antarmukakonduktor elektron (logam atau semikonduktor) dan konduktorionik (elektrolit), dan melibatkan perpindahan elektron antaraelektroda dan elektrolit atau sejenis dalam larutan.Jika reaksi kimiadidorong oleh tegangan eksternal, maka akan seperti elektrolisis,atau jika tegangan yang dibuat oleh reaksi kimia seperti di baterai,maka akan terjadi reaksi elektrokimia. Sebaliknya, reaksi kimiaterjadi di mana elektron yang ditransfer antara molekul yangdisebut oksidasi atau reduksi (redoks) reaksi. Secara umum,elektrokimia berkaitan dengan situasi di mana oksidasi dan reduksireaksi dipisahkan dalam ruang atau waktu, dihubungkan olehsebuah sirkuit listrik eksternal.

Ada dua jenis sel elektrokimia, yaitu sel galvanik danelektrolit. Sel galvanik adalah sel yang menghasilkan tenaga listrikketika sel mengalami reaksi kimia sedangkan Sel elektrolit adalahsel yang mengalami reaksi kimia ketika tegangan listrik diterapkan.Elektrolisis dan korosi adalah contoh dari proses penting sepertiyang ada pada elektrokimia. Prinsip-prinsip dasar elektrokimiadidasarkan pada rasio tegangan antara dua zat dan memilikikemampuan untuk bereaksi satu sama lain. Semakin lama logamdalam elemen galvanik yang terpisah dalam seri teganganelektrokimia, semakin kuat listrik akan terekstrak.

Teori Elektro-kimia dan metode elektrokimia memilikiaplikasi praktis dalam teknologi dan industri dalam banyak cara.Penemuan dan pemahaman reaksi elektrokimia telah memberikankontribusi untuk mengembangkan sel bahan bakar dan baterai, danpemahaman logam relatif terhadap satu sama lain dalamelektrolisis dan korosi. Reaksi kimia yang terjadi pada antarmukakonduktor listrik (disebut elektroda yang dapat menjadi logam atausemikonduktor) dan konduktor ionik (elektrolit) dapat menjadisolusi dan dalam beberapa kasus khusus, zat padat . Jika reaksikimia didorong oleh beda potensial maka, secara eksternal disebutelektrolisis. Namun, jika penurunan potensi listrik dibuat sebagai



hasil dari reaksi kimia, yang dikenal sebagai "daya baterai", jugadisebut sel baterai atau galvanik.

Reaksi kimia yang menghasilkan perpindahan elektronantara molekul yang dikenal sebagai reaksi redoks, dan pentingnyadalam elektrokimia sangat penting, karena melalui reaksi tersebutdilakukan proses yang menghasilkan listrik atau sebaliknya, yangdiproduksi sebagai konsekuensinya. Secara umum, studielektrokimia menangani situasi di mana terdapat reaksi oksidasi-reduksi ditemukan dipisahkan secara fisik atau sementara, beradadi lingkungan yang terhubung ke sebuah sirkuit listrik. Penelitianyang terakhir adalah kimia analitik dalam subdiscipline dikenalsebagai analisis potensiometri. Ada 2 prinsip sel elektrokimia:

1. Sel yang melakukan kerja dengan melepaskan energi darireaksi spontan

2. Sel yang melakukan kerja dengan menyerap energi darisumber listrik untuk menggerakkan reaksi non spontan.

Sel elektrokimia baik yang melepas atau menyerap energiselalu melibatkan perpindahan elektron-elektron dari satu senyawake senyawa yang lain dalam suatu reaksi oksidasi reduksi. Oksidasiadalah hilangnya elektron sedangkan reduksi diperolehnyaelektron. Zat pengoksidasi adalah spesies yang melakukanoksidasi, mengambil elektron dari zat yang teroksidasi. Zatpereduksi adalah spesies yang melakukan reduksi memberikanelektron kepada zat yang tereduksi. Setelah reaksi zat teroksidasimemiliki bilangan oksidasi lebih tinggi sedangkan zat tereduksimemiliki bilangan oksidasi lebih rendah

Redoks adalah istilah yang menjelaskan berubahnyabilangan oksidasi (keadaan oksidasi) atom-atom dalam sebuahreaksi kimia. Hal ini dapat berupa proses redoks yang sederhanaseperti oksidasi karbon yang menghasilkan karbon dioksida, ataureduksi karbon oleh hidrogen menghasilkan metana(CH4), ataupunia dapat berupa proses yang kompleks seperti oksidasi gula padatubuh manusia melalui rentetan transfer elektron yang rumit. Istilah



redoks berasal dari dua konsep, yaitu reduksi dan oksidasi. Ia dapatdijelaskan dengan mudah sebagai berikut: Oksidasi menjelaskan pelepasan elektron oleh sebuah

molekul, atom, atau ion Reduksi menjelaskan penambahan elektron oleh sebuah

molekul, atom, atau ion.

Oksidasi dan reduksi tepatnya merujuk pada perubahanbilangan oksidasi karena transfer elektron yang sebenarnya tidakakan selalu terjadi. Sehingga oksidasi lebih baik didefinisikansebagai peningkatan bilangan oksidasi, dan reduksi sebagaipenurunan bilangan oksidasi. Dalam praktiknya, transfer elektronakan selalu mengubah bilangan oksidasi, namun terdapat banyakreaksi yang diklasifikasikan sebagai "redoks" walaupun tidak adatransfer elektron dalam reaksi tersebut (misalnya yang melibatkanikatan kovalen). Reaksi non-redoks yang tidak melibatkanperubahan muatan formal (formal charge) dikenal sebagai reaksimetatesis. (Day & Underwood,1998)

2.4 Deret VoltaUntuk mengetahui unsur yang lebih anodik dan lebih

katodik dapat kita lihat pada deret Volta. Berikut deret Volta :

Gambar 2.1 Deret Volta

Keterangan Gambar 2.1 Deret Volta: Logam bagian kiri memiliki Eºsel bertanda negatif Logam bagian kanan memiliki Eºsel bertanda positif



Semakin ke kiri kedudukan logam semakin reaktif (semakinmudah melepaskan elektron)

Semakin ke kiri kedudukan logam semakin mudah mengalamikorosi dan merupakan reduktor yang semakin kuat

Semakin ke kanan kedudukan logam semakin kurang reaktif(sukar melepaskan elektron)

Semakin ke kanan kedudukan logam semakin kuat mencegahkorosi dan merupakan oksidator yang semakin kuat

Logam sebelah kiri dapat mengusir atau mendesak ataumereduksi logam sebelah kanan sehingga reaksi dapatberlangsung (spontan)

Logam sebelah kanan tidak dapat mengusir atau mendesakatau mengoksidasi logam sebelah kiri sehingga reaksi tidakdapat berlangsung (tidak spontan)

Pada Deret Volta, unsur logam dengan potensial elektrodelebih negatif ditempatkan di bagian kiri, sedangkan unsur denganpotensial elektrode yang lebih positif ditempatkan di bagian kanan.Semakin ke kiri kedudukan suatu logam dalam deret tersebut, maka Logam semakin reaktif (semakin mudah melepas elektron) Logam merupakan reduktor yang semakin kuat (semakin

mudah mengalami oksidasi)

Sebaliknya, semakin ke kanan kedudukan suatu logamdalam deret tersebut, maka Logam semakin kurang reaktif (semakin sulit melepas

elektron) Logam merupakan oksidator yang semakin kuat (semakin

mudah mengalami reduksi)

Salah satu metode untuk mencegah korosi antara lain denganmenghubungkan logam (misalnya besi) dengan logam yangletaknya lebih kiri dari logam tersebut dalam deret volta (misalnyamagnesium) sehingga logam yang mempunyai potensial elektrodeyang lebih negatif lah yang akan mengalami oksidasi. Metode



pencegahan karat seperti ini disebut perlindungan katodik. Contohlain dari perlindungan katodik adalah pipa besi, tiang telepon, danberbagai barang lain yang dilapisi dengan zink, atau disebutGalvanisasi. Zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipunlapisannya tidak utuh. Oleh karena potensial reduksi besi lebihpositif daripada zink (posisinya dalam deret Volta lebih ke kanan),maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk selelektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian besiterlindungi dan zink yang mengalami oksidasi. Badan mobil-mobilbaru pada umumnya telah digalvanisasi, sehingga tahan karat.Berdasarkan sifatnya korosi terbagi atas:

1. Korosi AktifCiri-ciri dari korosi aktif ini antara lain: Mudah melepaskan ion Mudah menempel di tanganContoh: paku yang berkarat

2. Korosi PasifCiri-ciri dari korosi pasif ini antara lain: Sulit melepaskan ion Sulit menempel di tanganContoh: Korosi pada Aluminium

2.5 Sel GalvaniSel volta atau sel galvani adalah suatu sel elektrokimia

yang terdiri atas dua buah elektrode yang dapat menghasilkanenergi listrik akibat terjadinya reaksi redoks secara spontan padakedua elektroda tersebut yaitu sel yang mengubah energi kimiamenjadi energi listrik. Sel Galvani / Sel Volta disebut juga selkimia. Sel Galvani dipakai sebagai sumber listrik untukpenerangan, pemanasan, menjalankan motor, dan sebagainya.Reaksi redoks spontan yang dapat mengakibatkan terjadinya energilistrik ini ditemukan oleh Alessandro Guiseppe Volta (1800) danLuigi Galvani (1780). Deret Volta pada Gambar 1 merupakan deretyang menyatakan unsur-unsur logam berdasarkan potensial



elektrode standarnya. Dan ini digunakan sebagai acuan apakahsebuah logam bisa bereaksi dengan ion logam lain (Chang, 2005)Untuk prinsip kerja sel galvani sendiri yaitu:

a. Terdiri atas elektrode dan elektrolit yang dihubungkandengan sebuah jembatan garam

b. Pada anode terjadi reaksi oksidasi dan pada katode terjadireaksi reduksi

c. Arus elektron mengalir dari katode ke anoded. Arus listrik mengalir dari katode ke anodee. Adanya jembatan garam untuk menyeimbangkan ion-ion

Untuk perlu dipahami juga anoda dan katoda adalahelektroda dengan polaritas yang berlawanan, Pada sel galvani,Anoda adalah elektroda sel kutub negatif (-), sedangkan katodaadalah elektroda sel yang berkutub (+). Anoda mengalami oksidasi(Pelepasan Elektron) yaitu sebagai reduktor sedangkan katodamengalami reaksi reduksi (mengikat elektron) yaitu sebagaioksidator (Keenan,1980).

Bagian Sel Galvani atau Sel Volta (Gambar 2.2) yaitu:1. Voltmeter, untuk menentukan besarnya potensial sel2. Jembatan garam (salt bridge), untuk menjaga kenetralan

muatan listrik pada larutan3. Anode, elektrode negatif, tempat terjadinya reaksi

oksidasi. pada gambar, yang bertindak sebagai anodeadalah elektrode Zn/seng (zink electrode)

4. Katode, elektrode positif, tempat terjadinya reaksi reduksi.Pada gambar 2, yang bertindak sebagai katode adalahelektrode Cu/tembaga (copper electrode)



Gambar 2.2 Bagian Sel volta atau Sel Galvani

Susunan Sel Voltanya dinotasikan dengan Notasi sel:

Y | ion Y || ion X | X ..................................................... 2.4

Dimana pada bagian kanan menyatakan katode (yang mengalamireduksi), dan bagian kiri menyatakan anode (yang mengalamioksidasi). Pemisahan oleh jembatan garam dinyatakan dengannotasi “||” sedangkan batas fasa dinyatakan dengan notasi “|”.Penggambaran notasi sel juga dapat dilihat pada gambar 2.3.

Gambar 2.3 Penggambaran Notasi Sel



Pada gambar di atas, logam X mempunyai potensialreduksi yang lebih positif dibanding logam Y, sehingga logam Ybertindak sebagai anoda dan logam X bertindak sebagai katoda.Jembatan garam mengandung ion-ion positif dan ion-ion negatifyang berfungsi menetralkan muatan positif dan negatif dalamlarutan elektrolit. Contoh penulisan notasi sel untuk reaksi:

Cu2+ +Zn -> Cu + Zn2+ ................................................. 2.5

yaituZn | Zn2+ || Cu2+ | Cu ..................................................... 2.6

Proses yang terjadi adalaha) Pada anode, logam Zn melepaskan elektron dan menjadi

Zn2+ yang larut. Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-

b) Pada katode, ion Cu2+ menangkap elektron dan mengendapmenjadi logam Cu. Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s)

Hal ini dapat diketahui dari berkurangnya massa logam Zn setelahreksi, sedangkan massa logam Cu bertambah. Reaksi total yangterjadi pada sel galvani adalah:

Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s) ........................... 2.7(Oxtoby, 2001)

Contoh beberapa Sel Galvani dalam kehidupan sehari-hari:1. Sel Kering (Sel Leclanche)

Dikenal sebagai batu baterai. Pada Gambar 4, dapatdilihat bahwa sel kering terdiri dari katode yang berasaldari karbon (grafit) dan anode logam zink. Elektrolit yangdipakai berupa pasta campuran MnO2, serbuk karbon danNH4Cl.



Persamaan reaksinya:Katode: 2MnO2 + 2H+ + 2eMn2O3 + H2O .............. 2.8Anode: Zn Zn2+ + 2e ................................................ 2.9Reaksi sel: 2MnO2 + 2H+ + ZnMn2O3 + H2O + Z 2.10

Anode (-): Logam seng (Zn) yang dipakai sebagai wadah.Katode (+): Batang karbon (tidak aktif)Elektrolit : Campuran berupa pasta yang terdiri dari MnO2,NH4Cl, dan sedikit air

2. Sel akiSel aki disebut juga sebagai sel penyimpan, karena

dapat berfungsi penyimpan listrik dan pada setiap saatdapat dikeluarkan. Anodenya terbuat dari logam timbal(Pb) dan katodenya terbuat dari logam timbal yang dilapisiPbO2. Reaksi penggunaan aki:Anode: Pb + SO42- PbSO4 + 2e.............................. 2.11Katode: PbO2 + SO42-+ 4H++ 2e PbSO4 + 2H2O ... 2.12Reaksi sel:

Pb + 2SO42- + PbO2 + 4H+ 2PbSO4 + 2H2O........ 2.13

Reaksi Pengisian aki:2PbSO4 + 2H2O Pb + 2SO4

2- + PbO2 + 4H+ ....... 2.14Anode (-): Lempeng logam timbal (Pb).Katode (+): Lempeng logam oksida timbal (PbO2)Elektrolit: Larutan asam sulfat (H2SO4) encer

(Oman, 1999)

2.6 Jenis-Jenis KorosiKebanyakan logam ada secara alami sebagai bijih-bijih

yang stabil dari oksida-oksida, karbonat atau sulfida. Diperlukanenergi untuk mengubah bijih logam menjadi sesuatu yangbermanfaat. Korosi hanyalah perjalanan sifat pembalikan satuproses yang tidak wajar kembali kepada suatu keadaan tenaga yanglebih rendah. Secara umum, tipe dari korosi dapat diklasifikasikansebagai berikut:



1. Korosi Seragam (Uniform Corrosion)Korosi atau perkaratan sangat lazim terjadi pada logam

contohnya paling umum adalah besi. Besi merupakan logamyang mudah berkarat. Karat besi merupakan zat yangdihasilkan pada peristiwa korosi, yaitu berupa zat padatberwarna coklat kemerahan yang bersifat rapuh serta berpori.Bila dibiarkan, lama kelamaan besi akan habis menjadi karat

Korosi seragam merupakan korosi dengan serangan meratapada seluruh permukaan logam. Korosi terjadi padapermukaan logam yang terekspos pada lingkungan korosif.Korosi merata (uniform corrosion) menyebar secara serentakdiseluruh permukaan logam, oleh karena itu pada logam yangmengalami korosi merata akan terjadi pengurangan dimensiyang relatif besar per satuan waktu. Kerugian langsung akibatkorosi merata berupa kehilangan material konstruksi,keselamatan kerja dan pencemaran lingkungan akibat produkkorosi dalam bentuk senyawa yang mencemarkan lingkungan.Sedangkan kerugian tidak langsung, antara lain berupapenurunan kapasitas dan peningkatan biaya perawatan(preventive maintenance). (Fontana,1986)

Besi merupakan unsur yang paling banyakdigunakan. Salah satu kelemahan besi adalah sifatnya yangsangat mudah mengelami korosi. Hal ini dapat mengurangiumur pakai barang atau benda yang terbuat dari unsur besi,ini tentu saja merugikan sekaligus membahayakan. Besi yangmurni adalah logam yang berwarna putih perak yang kukuhdan liat. Biasanya besi mengandung sejumlah kecil sulfidadari besi, fosfida, karbida dan silsida, zat-zat tersebut berperanpenting dalam kekuatan struktur besi.



Gambar 2.4 Korosi Merata (Sumber : Fontana,1986)

2. Korosi GalvanikKorosi galvanik terjadi jika dua logam yang berbeda

tersambung melalui elektrolit sehingga salah satu dari logamtersebut akan terserang korosi sedang lainnya terlindungi darikorosi. Untuk memprediksi logam yang terkorosi pada korosigalvanic dapat dilihat pada deret galvanik. Proses korosisecara galvani dapat kita lihat pada gambar berikut:

Gambar 2.5 Proses Korosi Galvanik

Ketebalan berkurang merata



Pada reaksi di atas dapat kita lihat dimana Cu bertindaksebagai katoda mengalami pertambahan massa denganmelekatnya electron pada Cu. Sedangkan Zn bertindaksebagai anoda, dimana terjadinya pengurangan massa Zn yangdi tandai dengan lepasnya elektron dari Zn. Peristiwapelepasan dan penerimaan elektron ini harus mempunyailingkungan, dimana yang menjadi ling

kungan adalah asam sulfat. Jika ada dua buah unsur yangdi celupkan dalam larutan elektrolit yang di hubungkandengan sumber arus maka yang akan mengalami korosi adalahmaterial yang lebih anodik. (Tretheway,1991)

3. Korosi CelahMirip dengan korosi galvanik, dengan pengecualian pada

perbedaan konsentrasi media korosifnya. Celah atau ketidakteraturan permukaan lainnya seperti celah paku keling (rivet),baut, washer, gasket, deposit dan sebagainya, yangbersentuhan dengan media korosif dapat menyebabkan korositerlokalisasi.

Korosi celah (crevice corrosion) adalah korosi lokal yangterjadi pada celah di antara dua komponen. Mekanismetejadinya korosi celah ini diawali dengan terjadi korosi meratadi luar dan di dalam celah, sehingga terjadi oksidasi logam danreduksi oksigen. Apabila oksigen (O2) di dalam celah telahhabis sedangkan oksigen (O2) di luar celah masih banyak,maka akibatnya permukaan logam yang berhubungan denganbagian luar menjadi katode dan permukaan logam di dalamcelah menjadi anoda sehingga terbentuk celah yangterkorosi.korosi ini Tidak tampak dari luar dan sangatmerusak konstruksiSering terjadi pada sambungan kurangkedap. Penyebabnya, lubang, gasket, lap joint,kotoran/endapan. Pencegahan korosi celah yaitu dengan:1. Penggunaan sistem sambungan butt joint dengan

pengelasan dibanding dengan sambungan keling untukperalatan peralatan baru



2. Celah sambungan ditutup dengan pengelasan atau dengansoldering

3. Peralatan – peralatan harus diperiksa dan dibersihkansecara teratur, terutama pada sambungan – sambunganyang rawan

4. Hindari pemakaian packing yang bersifat higroskopis5. Penggunaan gasket dan absorbent seperti teflon jika

memungkinkan6. Pada desain saluran drainase,hindari adanya lengkungan

– lengkungan tajam serta daerah genangan fluida(Fontana,1986)

Gambar 2.6 contoh korosi celah(Sumber : Fontana, 1986)

4. Korosi SumuranKorosi logam pada baja tahan karat terjadi karena rusaknya

lapisan pelindung (passive film). Korosi sumuran (pittingcorrosion) merupakan korosi lokal yang terjadi padapermukaan yang terbuka akibat pecahnya lapisan pasif.Terjadinya korosi sumuran ini diawali dengan pembentukanlapisan pasif di permukaan bahan pada antar muka lapisanpasif dan elektrolit terjadi penurunan pH, sehingga terjadipelarutan lapisan pasif secara perlahan-lahan danmenyebabkan lapisan pasif pecah dan terjadi korosi sumuran.Korosi sumuran ini sangat berbahaya karena lokasi terjadinya



sangat kecil tetapi dalam, sehingga dapat menyebabkanperalatan atau struktur patah mendadak. (Fontana,1986)

Gambar 2.7 Mekanisme Korosi sumuran(Sumber: Denni,1992)

5. Retak Pengaruh Lingkungan (Environmentally InducedCracking)

Merupakan patah getas dari logam paduan ulet yangberoperasi di lingkungan yang menyebabkan terjadinya korosiseragam. Ada tiga jenis tipe perpatahan pada kelompok ini,yaitu: stress corrosion cracking (SSC), corrosion fatiguecracking (CFC), dan hydrogen-induced cracking (HIC).Korosi retak tegang (stress corrosion cracking), korosi retaklelah (corrosion fatique cracking) dan korosi akibat pengaruhhidogen (corrosion induced hydrogen) adalah bentuk korosidimana material mengalami keretakan akibat pengaruhlingkungannya. Korosi retak tegang terjadi pada paduan

Sempit, Dalam Eliptical Lebar, landai

Subsurface undercutting

Horizontal Vertical



logam yang mengalami tegangan tarik statis dilingkungantertentu, seperti: baja tahan karat sangat rentan terhadaplingkungan klorida panas, tembaga rentan dilarutan ammoniadan baja karbon rentan terhadap nitrat. Korosi retak lelahterjadi akibat tegangan berulang dilingkungan korosif.Sedangkan korosi akibat pengaruh hidogen terjadi karenaberlangsungnya difusi hidrogen kedalam kisi paduan.(Fontana,1986)

Gambar 2.8 Korosi SCC(sumber : http://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=102)

6. Kerusakan Akibat Hidrogen (Hidrogen Damage)Kerusakan ini disebabkan karena serangan hydrogen yaitu

reaksi antara hydrogen dengan karbida pada baja danmembentuk metana sehingga menyebabkan terjadinyadekarburasi, rongga, atau retak pada permukaan logam. Padalogam reaktik seperti titanium, magnesium, zirconium danvanadium, terbentuknya hidrida menyebabkan terjadinyapenggetasan pada logam.

A. SCC atau patah lelahnucleate pada pits B. Patahan SCCbercabang lebar

C. Korosi patah lelahpunya sedikit cabang



7. Korosi Batas Butir (Intergranular Corrosion)Korosi yang menyerang pada batas butir akibat adanya

segregasi dari unsur pasif seperti krom meninggalkan batasbutir sehingga pada batas butir bersifat anodic. Korosi inimerupakan bentuk deseftif dari korosi dengan buktipengurangan berat yang kecil dan penyebaran desintegrasiyang tidak terdeteksi yang berakibat hilangnya sifat-sifatmekanis dan berkurangnya kekuatan. Dalam kondisi normal,batas butir sedikit lebih bersifat anodic, dari pada lainnya, dankorosi yang terjadi tipe merata. Tetapi karena suatu perlakuanterhadap paduan, di batas butir dapat tercipta daerah-daerahanodic dan katodik, sehingga terjadilah serangan korosi dibatas butir.

Sebagai contoh baja tahan karat austenitic yang mengalamisensitasi Antara suhu 400-850oC akan terserang korosi antarbutir. Karbida krom (Cr23C6) cenderung akan terendapkansepanjang batas butir, dan matriks didekatnya akankekurangan krom menjadi seperti baja karbon biasa, yangbersifat lebih anodic dan akan terkorosi dalam lingkunganklorida atau asam.

Gambar 2.9 Korosi Integranular

Korosi antar butir dapat pula terjadi pada paduanaluminium, yang serangannya sejajar dengan permukaan,terkenal dengan istilah “eksfoliasi”. Pengendalian krom tipeini adalah dengan jalan menghindarkan terjadinya endapan-



endapan dibatas butir. Pada baja tahan karat austenitic caranyaadalah dengan:

a. Memanaskan bagian-bagian yang tersensitisasi(daerah las) sampai 1100 oC dan kemudian dikejutdalam air.

b. Penggunaan baja tahan karat dengan kadar karbonyang rendah, atau yang mengandung unsur niobium,titanium, atau columbium plus tantalum.

8. DealloyingDealloying adalah lepasnya unsur-unsur paduan yang

lebih aktif (anodik) dari logam paduan, sebagai contoh:lepasnya unsur seng atau Zn pada kuningan (Cu–Zn) dandikenal dengan istilah densification.

9. Korosi ErosiKorosi erosi disebabkan oleh kombinasi fluida korosif dan

kecepatan aliran yang tinggi. Bagian fluida yang kecepatanalirannya rendah akan mengalami laju korosi rendah,sedangkan fluida kecepatan tinggi menyebabkan terjadinyaerosi dan dapat menggerus lapisan pelindung sehinggamempercepat korosi. Korosi erosi adalah korosi yang terjadipada permukaan logam yang disebabkan aliran fluida yangsangat cepat sehingga merusak permukaan logam dan lapisanfilm pelindung. Korosi erosi juga dapat terjadi karena efek-efek mekanik yang terjadi pada permukaan logam, misalnya :pengausan, abrasi dan gesekan. Logam yang mengalami korosierosi akan menimbulkan bagian-bagian yang kasar dan tajam.

Proses terjadinya korosi secara umum adalh melaluibeberapa tahap berikut:a. Pada tahap pertama terjadi serangan oleh gelembung udara

yang menempel di permukaan lapisan pelindung logam,karena adanya aliran turbulen yang melintas di ataspermukaan logam tersebut.



b. Pada tahap kedua gelembung udara tersebut mengikis danmerusak lapisan peindung.

c. Pada tahap ketiga, laju korosi semakin meningkat, karenalapisan pelindung telah hilang. Logam yang berada dibawah lapisan pelindung mulai terkorosi, sehinggamembentuk cekungan, kemudian terjadi pembentukankembali lapisan

Pelindung dan logam, menjadi tidak rata. Bila aliran terusmengalir, maka akan terjadi serangan kembali olehgelembung udara yang terbawa aliran. Serangan ini akanmengikis dan merusak lapisan pelindung yang baru sajaterbentuk, rusaknya lapisan pelindung tersebut akanmengakibatkan serangan lebih lanjut pada logam yang lebihdalam sampai membentuk cekungan. Contoh Korosi Erosi:1. Korosi Erosi pada sambungan pipa2. Korosi Erosi pada washing machine

Pengendalian korosi erosi dapat dilakukan dengan cara :1. Mengurangi kecepatan aliran fluida untuk mengurangi

turbulensi dan tumbukan yang berlebihan.2. Menggunakan kompenen yang halus dan rapi

pengerjaannya, sehingga tempat pembentukan gelembungmenjadi sesedikit mungkin

3. Penambahan inhibitor atau passivator4. Menggunakan paduan logam yang lebih tahan korosi dan

tahan erosi5. Proteksi katodik

(Fontana,1986)



Gambar 2.10 Korosi Erosi(Fontana,1986)

10. Korosi Aliran (Flow Induced Corrosion)Korosi aliran digambarkan sebagai effek dari aliran

terhadap terjadinya korosi. Meskipun mirip, antara korosialiran dan korosi erosi adalah dua hal yang berbeda. Korosialiran adalah peningkatan laju korosi yang disebabkan olehturbulensi fluida dan perpindahan massa akibat dari aliranfluida diatas permukaan logam. Korosi erosi adalah naiknyakorosi dikarenakan benturan secara fisik.

11. Korosi MikrobiologiKorosi yang terjadi karena mikroba Mikroorganisme yang

mempengaruhikorosi antara lain bakteri, jamur, alga danprotozoa. Korosi ini bertanggung jawab terhadap degradasimaterial di lingkungan. Pengaruh inisiasi atau laju korosi disuatu area, mikroorganisme umumnya berhubungan denganpermukaan korosi kemudian menempel pada permukaanlogam dalam bentuk lapisan tipis atau biodeposit. Lapisanfilm tipis atau biofilm. Pembentukan lapisan tipis saat 2 – 4jam pencelupan sehingga membentuk lapisan ini terlihathanya bintik-bintik dibandingkan menyeluruh di permukaan.Korosi jenis ini dapat dicegah dengan cara:a. Memilih logam yang tepat untuk suatu lingkungan

dengan kondisi-kondisinya



b. Memberi lapisan pelindung agar lapisan logam terlindungdari lingkungannya

c. Memperbaiki lingkungan supaya tidak korosifd. Perlindungan secara elektrokimia dengan anoda korban

atau arus tandingan.e. Memperbaiki konstruksi agar tidak menyimpan air,

lumpur dan zat korosif lainnya.

Gambar 2.11 Korosi Mikrobiologi

12. Korosi Lelah (Fatigue corrosion)Korosi ini terjadi karena logam mendapatkan beban

siklus yang terus berulang sehingga semakin lama logamakan mengalami patah karena terjadi kelelahan logam.Korosi ini biasanya terjadi pada turbin uap, pengeboranminyak dan propeller kapal. Korosi jenis ini dapat dicegahdengan cara:a. Menggunakan inhibitorb. Memilih bahan yang tepat atau memilih bahan yang

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

kuat korosi.



Gambar 2.12 Korosi lelah komponen boiler

2.7 Laju KorosiLaju korosi diperhitungkan dengan menyatakan berat yang

hilang per satuan luas permukaan per satuan waktu. Satuan lajukorosi ini biasa didekati dengan rumus:

CR = (K . W) / (A . T . D) ............................................ (1)

DimanaW = berat yang hilang (gram)D = Densitas specimen (g/cm3)A = Luas permukaan specimen (cm2)T = waktu paparan (jam)K = konstanta laju korosi (dapat dilihat pada table)



Tabel 2.1 Konstanta Corrosion Rate Unit DesireCorrosion Rate Unit Desire KMils per year (mpy) 3,45 x 106

Inches per year (ipy) 3,45 x 103

Inches per month (ipm) 2,87 x 102

Millimetres per year (mm/y) 8,76 x 104

Micrometres per year (um/y) 8,76 x 107

Picometres per second (pm/s) 2,78 x 106

Grams per square meter per hour (g/m2.h) 1,00 x 104 x DMilligrams per square decimeter per day(mdd)

2,40 x 106 x D

Sumber: Tretheway,1991

Berikut ini adalah beberapa faktor-faktor lingkungan yangmempengaruhi laju korosi suatu material:1. Polarisasi

Suatu reaksi elektrokimia dikatakan terpolarisasi apabilaterjadi proses perlambatan dari laju reaksi semula. Polarisasibertindak sebagai pelapis tambahan, dan mempengaruhitingkat pH dan konsentrasi ion pada elektrolit. Kecepatanpada reaksi elektrokimia terbatas oleh bermacam-macamfaktor fisis dan kimia. Oleh karena itu reaksi elektrokimiadapat dikatakan sebagai polarisasi atau penurunan yangdisebabkan oleh faktor lingkungan. Polarisasi dapat dibagimenjadi dua jenis yang berbeda yaitu akitifasi polarisasi dankonsentrasi polarisasi. Polarisasi aktivasi adalah polarisasiyang disebabkan oleh faktor pelambat yang berasal darireaksi elektrokimia itu sendiri, yakni terjadinya evolusiterbentuknya gas hidrogen di katoda.

Sebagai ilustrasi yang mudah adalah reaksi terlepasnyaatom hidrogen pada logam zinc sebagai akibat dari korosipada lingkungan asam. Tahapan proses tereduksinyahidrogen pada permukaan logam zinc dapat pula terjadipada suatu jenis atom yang tereduksi pada permukaanlogam. Tahap pertama atom tersebut harus dapat mengikat



suatu permukaan sebelum terjadinya reaksi. Tahap keduaharus terjadi transfer elektron sebagai hasil reduksi dari atomtersebut. Tahap ketiga, dua atom hidrogen menyatu untukmembentuk gelembung dan pada tahap ke empat,gelembung tersebut menjadi gas hidrogen. Kecepatan reduksipada ion hidrogen dapat dikendalikan dengan memperlambatempat tahap di atas.

2. PasivasiPada dasarnya, pasivitas adalah lepasnya suatu unsur

akibat reaksi kimia yang dialami oleh beberapa logam danpaduan pada suatu kondisi lingkungan khusus. Logam danpaduan yang mengalami pasivitas diantaranya besi, nikel,silicon, chromium, titanium dan paduan- paduannya.Observasi juga telah dilakukan untuk mengetahui efekpasivitas pada beberapa logam, diantaranya zinc, cadmium,tin dan thorium. Pasivitas sulit untuk didefinisikan, karenapasivitas hanya dapat digambarkan secara kuantitatif dimanakarakteristik suatu logam akan mengalami pengaruh yangluar biasa akibat pasiviatas. Suatu pasivitas yang dialami olehlogam, dimana laju korosi logam tersebut dipengaruhi olehdaya oksidasi dengan menggunakan potensial elektron.Gambar tersebut mengilustrasikan bahwa sebuah logamdicelupkan pada lingkungan asam yang terbebas darikandungan udara, lingkungan tersebut ditambahkan dayaoksidasi pada titik A dan laju korosinya digambarkan dengansebuah garis pada gambar tersebut. Jika daya oksidasi padalingkungan ini meningkat, maka laju korosi pada logamtersebut juga meningkat.

2.8 Korosi Baja Dalam TanahMekanisme korosi baja dalam tanah adalah sama seperti

pada kondisi basah, yaitu elektrokimia. Reaksi korosi terjadikarena adanya daerah-daerah anodic dan katodik dipermukaanlogam yang membentuk korosi. Faktor yang mempengaruhi proses



korosi baja dalam tanah terutama adalah sifat fisik dan kimia daritanah. Beberapa factor penting tersebut diantaranya:

1. AirAir dalam larutan dapat bertindak sebagai elektrolit

yang dibutuhkan dalam reaksi elektrokimia korosi, dandibedakan antaranya air yang mengalir dalam tanahsaturated or unsaturated. Air mengalir dari daerah tanahbasah ke daerah tanah kering. Saturated water mengalirberdasarkan ukuran dan distribusi pori, tekstur, strukturdan organic. Aliran air dalam tanah dapat terjadi karenapengaruh: gravitasi, kapilaritas, tekanan osmosis, interaksielektrostatik Antara air dan partikel tanah. Kapasitaskandungan air dalam tanah didasarkan pada struktur tanah.Pasir kasar kandungan airnya sangat kecil, tanah liatkandungan airnya sangat besar.

2. Kandungan OksigenKonsentrasi oksigen akan semakin menurun terhadap

keddalaman tanah. Pada tanah metral, konstrasi oksigensangat berpengaruh terhadap laju korosi sehubungandengan peranannya dalam reaksi katodik, oksigenberperan dalam reaksi reduksi untuk menghasilkan ion-ionhidroksil dengan reaksi sebagai berikut:

O2 + 2H2O + 4e- 4OH- ........................................... 2.15

Ion-ion akan berinteraksi dengan ion-ion logamsehingga semakin banyak pula ion-ion logam ynagteroksidasi dalam proses korosi. Dengan adanya bakteripereduksi sulfat (Sulfate Reducing Bacteria), laju korosidapat berlangsung lebih cepat walaupun dalam keadaananaerobik. Transpor oksigen dapat berlangsung lebih cepatdalam tanah dengan tekstur coarse (kasar), tanah kering,tekstur waterlloged. Penggalian dapat menaikkankandungan udara dalam tanah, dibandingkan dengan tanah



tanpa gangguan. Laju korosi dalam tanah yang digalimempunyai kandungan oksigen yang tinggi sehinggakorosi dapat terjadi lebih cepat daripada tanah tanpagangguan.

Efek dari oxidizers pada laju korosi dapat dilihat padagambar dibawah ini:

Gambar 2.13 Laju Korosi pada penambahan Oxidizer

Gambar diatas dibagi menjadi tiga bagian. Perilaku padabagian pertama, merupakan karkateristik logam padaumumnya dan juga dalam kondisi aktif. Pasif dapat terjadijika jumlah oxidizer dalam medium cukup. Pada grafik 1,laju korosi akan meningkat saat konsentrasi oksigen jugaditingkatkan. Hal ini terjadi pada monel dan tembagadalam larutan asam yang mengandung oksigen. Kedualogam ini tidak dapat di pasifkan. Pada besi, bisadipasifkan dengan kelarutan oksigen dalam air terbatas.

Jika aktif-pasif logam membentuk pasif pada suatumedium, penambahan agen oksidasi tidak akanmenimbulkan efek pada laju korosi. Kondisi ini biasanya



terjadi pada aktif-pasif logam diimerse dalam mediumasam nitrat ataupun besi klorida. Perilaku ini tampak padagrafik bagian 2, dan 3 merupakan hasil dari ketika logampada kondisi pasif, terkena oxidizer yang sangat kuat danmembuat transisi ke daerah transpasif. Hal ini dapat terjadipada stainless steel pada medium korosi yang ditambahkankromat.

Dari penjelasan diatas, efek penamabahan oksidizerataupun keberadaan oksigen dalam laku korosi tergantungpada mediu dan logam itu sendiri. Laju korosi mungkinmeningkat saat penambahan oxidizer, oxidizer mungkindapat memberi efek tidak berarti, ataupun pengamatanpada perilaku kompleks (Fontana Mars, 1986).

Adanya oksigen yang terlarut akan menyebabkankorosi pada metal seperti laju korosi pada mild stell alloysakan bertambah dengan meningkatnya kandunganoksigen. Kelarutan oksigen dalam air merupakan fungsidari tekanan, temperatur dan kandungan klorida. Untuktekanan 1 atm dan temperatur kamar, kelarutan oksigenadalah 10 ppm dan kelarutannya akan berkurang denganbertambahnya temperatur dan konsentrasi garam.Sedangkan kandungan oksigen dalam kandungan minyak-air yang dapat mengahambat timbulnya korosi adalah 0.05ppm atau kurang. Reaksi korosi secara umum pada besikarena adanya kelarutan oksigen adalah sebagai berikut:

Anoda: FeFe2+ + 2e- ............................................... 2.16Katoda:O2 + 2H2O + 4e-4OH- .............................. 2.17

3. Keasaman (pH) TanahTanah biasanya memiliki pH Antara 5-8. Pada range

tersebut secara umum pH bukanlah sebagi variabel utamapenyebab korosi. Tanah yang lebih asam akanmenyebabkan resiko korosi yang besar pada materialkonstruksi seperti baja, besi mineral, dekomposisi tanaman



asam (coniferous tree needles), sampah industry, hujanasam, aktivitas mikrobiologi.

Air adalah molekul netral dengan dua atom hydrogenyang digabungkan dengan sebuah atom oksigen danmolekul ini terdisiosasi menjadi sebuah ion hydrogen dansebuah ion hydrogen dan sebuah ion hidroksil, seperti padapersamaan:

H2O H+ + OH- ........................................................ 2.18

Faktor yang sama dengan sifat-sifat asam adalahadanya ion-ion hydrogen sedangkan basa dihubungkandengan adanya ion-ion hidroksil. Air memiliki kuantitasion hydrogen dan ion hidroksil yang sama sehingga airbersifat netral. Air murni dapat diuraikan seperti padapersamaan berikut:

[H+] = [OH-] ................................................................. (2)

Metode yang telah diterima secara umum untukmendaatkan keasaman adalah metode pH. Dalam metodeini keasaman diukur dengan skala 0 hingga 14 dandidefinisikan dalam persamaan berikut:

pH = -log [H+] .............................................................. (3)

pH bernilai 0 sampai 7 akan bersifat asam sedangka pHdengan nilai 7 sampai 14 akan bersifat basa. Konsentrasibasa dapat didefinisikan dengan cara yang sama sepertipada persamaan :

pOH = - log [OH-] ........................................................ (4)

pH merupakan salah satu factor penting dalammempengaruhi proses korosi yang menunjukkan



konsentrasi ion hydrogen [H+] dalam air dan menghasilaknpelepasan electron oleh logam pada reaksi anodic. Padasaat pH di bawah 5, besi terkorosi cepat dan merata. Padasaat pH di atas 9 besi akan terptoteksi. Antara pH 5 sampai9 korosi logam akan terjadi bila lapisan pelindung padapermukaan rusak. Tanah alkali mengandung kandungansodium tinggi, potassium, magnesium, dan kalsium. Duaelemen tersebut cenderung membentuk calcareorusdeposits (lapisan kapur) pada struktur yang tertanam, dapatmemberikan perlindungan yang dapat melawan korosi.

4. KloridaIon klorida sangat berbahaya, sehubungna dengan

keberadaannya dalam reaksi anodic pada logam.Keberadaannya cenderung menurunkan tahanan jenistanah. Ion klorida ditemukan secara alami dalam tanahsebagai akibat dari instrusi air laut atau dapat berasal darisumber luar seperti terlepasnya lapisan garam pada jalanraya. Konsentrasi ion klorida pada korosi tanah akanbervariasi bergantung pada keadaan tanah sebagielektrolit, basah atau kering. Semakin tinggi konsentrasiion Cl-, semakin tinggi pula tingkat korosifitas tanahtersebut dan kemungkinan kerusakan lapisan perlindunganpada permukaan logam oleh ion Cl- juga semakin besar.Ion klorida cenderung menyebabkan pecahnya lapisanpasif, dengan mekanisme ion Cl- melakukan penetrasimelalui lapisan film pasif sehingga terbentuk lubang dantercipta daerah anodik pada daerah lubang.

5. SulfatIon SO4

2- merupakan ion asam kuat dan agresif yangmempengaruhi korosifitas lingkungan. Ion sulfatmempunyai kecendrungan menyerang lapisan pelindunglogam. Dibandingkan dengan efek korosi yang dihasilkanoleh klorida, pada umumnya sulfat lebih kuat sebagai



penyebab korosi pada material logam, misalnya kerusakanstruktur pada beton adalah sebagai akibat dari tingginyakandungan sulfat. Keberadaan sulfat yang menyebabkanresiko pada material logam telah dikonversikan padakorosi sulfida oleh bakteri pereduksi sulfat (Sulfatereducing bacteria).

2.9 Pengaruh Lingkungan Terhadap KorosiBeberapa kemungkinan perubahan lingkungan dan

pengaruhnya terhadap laju korosi sebagai dasar untuk menentukanpemecahan kasus serupa. Perubahan kondisi lingkungan yangmemungkinkan adalah perubahan pada kelembaban relative,tekanan, temperature, pH, konsentrasi gas terlarut, bahan pengotor,komposisi media, bakteri media, kecepatan elektrolit, konsentrasimedia dan beda potensial media.

1. TemperaturSecara umum kenaikan temperature menyebabkan

kenaikan laju korosi, biasanya tiap kenaikan 10oC lajureaksi meningkat hamper dua kali lipat. Oleh karena itutemperature harus dikendalikan serendah mungkin relativeterhadap kondisi yang ada dengan system pengkondisian.Perlu dicatat bahwa penurunan temperature dibawah titikembun (dew point) menyebabkan udara menjadi jenuh uapair sehingga memungkinkan terjadinya titik embun padapermukaan logam dan terjadi korosi local. Sebaliknyatidak jarang pula pemanasan ruangan digunakan untukmengurangi kelembaban, selama temperature tidakmenjadi sebab utama korosi untuk kondisi yang ada,karena temperature bias berakibat kenaikan laju korosi.(Sulistijono. 1999)

Penambahan temperatur akan menambah laju korosiwalaupun kenyataannya kelarutan oksigen berkurangdengan meningkatnya temperatur. Apabila logam padatemperatur yang tidak uniform, maka besar kemungkinanterjadi korosi. Pada lingkungan temperatur tinggi, laju



korosi yang terjadi lebih tinggi dibandingkan dengantemperatur rendah, karena pada temperatur tinggi kinetikareaksi kimia akan meningkat. Gambar berikutmenunjukkan pengaruh temperature terhadap laju korosipada Fe. Semakin tinggi 38emperature, maka laju korosiakan semakin meningkat, namun menurunkan kelarutanoksigen. Sehingga pada suatu sistem terbuka, diatas suhu80oC, laju korosi akan mengalami penurunan karenaoksigen akan keluar sedangkan pada suatu sistem tertutup,laju korosi akan terus menigkat karena adanya oksigenyang terlarut.

Gambar 2.14 Temperatur dan laju korosi

Kecepatan reaksi redoks akan meningkat pula padatemperatur tinggi dalam peristiwa korosi. Secara umum,semakin tinggi temperatur maka semakin cepat terjadinyakorosi. Hal ini disebabkan dengan meningkatnyatemperatur maka meningkat pula energi kinetik partikelsehingga kemungkinan terjadinya tumbukan efektif padareaksi redoks semakin besar dan laju korosi pada logamsemakin meningkat. Efek korosi yang disebabkan oleh



pengaruh temperatur dapat dilihat pada perkakas-perkakasatau mesin-mesin yang dalam pemakaiannyamenimbulkan panas akibat gesekan (seperti cutting tools)atau dikenai panas secara langsung (seperti mesinkendaraan bermotor).

Gambar 2.15 Korosi pada knalpot kendaraan bermotor.

2. pHpH memepengaruhi laju korosi. Pengaruh pH terhadap

korosi baja bergantung pada komposisi logam, tegangan,larutan basa kuat, reaksi korosi dalam kondisi anodic-controlled dan berlangsung dengan laju tinggi. Dalamlarutan basa lemah atau netral, laju korosi dalam kondisicathodic-controlled dan dapat memproteksi korosi. Besihidroksida memberikan lapisan protektif pada permukaanlogam. Laju korosi actual bergantung pada difusioksigenke permukaan logam. Korosi meningkat seiring dengankenaikan konsentrasi oksigen, partikel abrasive dan aliranturbulent, aliran kecepatan tinggi.

Dalam lingkungan pH asam, korosi dalam kondisianodic-controlled dan komposisi logam mempengaruhilaju korosi secara ekstensif. Kadar paduan dalam baja dantegangan mempengaruhi kerusakan akibat korosi. Tipeasam dalam larutan mementukan pH dimana laju korosimeningkat pesat seiring dengan reaksi evolusi hydrogen.



Evolusi hydrogen mulai pada pH 4 maka korosi makincepat dengan penurunan pH. Evolusi hydrogen pada pH 4terjadi dalam elektrolit dengan kadar asam tinggi.

Asam karbonat dalam larutan bereaksi dengan besipada pH 6 dan evolusi gas hydrogen menghasilkan korosiyang dahsyat. Hal ini dapat mengilustrasikan bahwa esensipengendalian pH jika terdapat gas CO2 dalam elektrolit.

3. Bahan pengotor dan komposisi mediaBahan pengotor di media korosif biasa berupa unsur

dan senyawa karbondioksida (CO2), sulfurdioksida (SO2),sulfurtrioksida (SO3), senyawa nitrat, asam belerang, ion-ion sulfur, ion-ion klorida, dll. Bahan pengotor bersifatmempercepat laju korosi karena menurunkan pH(menaikkan derajat keasaman) media korosif. (Sulistijono.1999)

4. Kecepatan elektrolitLaju korosi dipengaruhi oleh laju media korosif.

Secara umum laju korosi meningkat seiring dengankenaikan kecepatan media korosif kecuali untuk beberapakondisi media korosif yang dikontrolcoleh polarisasiaktivasi (media korosi yang spesies aktifnya tinggi).Beberapa pengaruh kecepatan pada media korosif dimanalaju korosi cenderung naik untuk kenaikan kecepatannamun pada media air Fe yang mula-mula naik, akan turunsecara drastic lalu stabil. (Sulistijono. 1999)

5. Pengaruh konsentrasi elektrolitKonsentrasi media korosif berpengaruh terhadap laju

korosi bergantung dari jenis media tersebut dan jenislogam yang berada dimedia tersebut. Seperti tampak padagambar, kurva A bagian 2 beberapa jenis logam terkorosidengan hebat pada konsentrasi tinggi media, sebaliknyapada kurva B bagian 2 laju korosi rendah pada konsentrasi



media yang tinggi. Semakin pekat konsentrasi HNO3 lajukorosi semakin naik sedangkan pada H2SO4 terjadisebaliknya yaitu semakin pekat laju korosi semakin turun.(Sulistijono. 1999)

2.10 Teknik Pencegahan KorosiKorosi pada besi menimbulkan banyak kerugian, karena

barang-barang atau bangunan yang menggunakan besi menjaditidak awet. Korosi pada besi dapat dicegah dengan membuat besimenjadi baja tahan karat (stainless steel), namun proses inimembutuhkan biaya yang mahal, sehingga tidak sesuai dengankebanyakan pengunaan besi. Cara pencegahan korosi pada besidapat dilakukan sebagai berikut:

1. PengecatanFungsi pengecatan adalah untuk melindungi besi

kontak dengan air dan udara. Cat yang mengandung timbaldan seng akan lebih melindungi besi terhadap korosi.Pengecatan harus sempurna karena jika terdapat bagianyang tidak tertutup oleh cat, maka besi di bawah cat akanterkorosi. Pagar bangunan dan jembatan biasanyadilindungi dari korosi dengan pengecatan.

Gambar 2.16 Proses Pengecetan Pipa



2. Dibalut plastikPlastik mencegah besi kontak dengan air dan udara.

Peralatan rumah tangga biasanya dibalut plastik untukmenghindari korosi.

3. Pelapisan dengan krom (Cromium plating)Krom memberi lapisan pelindung, sehingga besi

yang dikrom akan menjadi mengkilap. Cromium platingdilakukan dengan proses elektrolisis. Krom dapatmemberikan perlindungan meskipun lapisan krom tersebutada yang rusak. Cara ini umumnya dilakukan padakendaraan bermotor, misalnya bumper mobil.

Gambar 2.17 Pelapisan Krom pada Body Sepeda

4. Pelapisan dengan timah (Tin plating)Timah termasuk logam yang tahan karat. Kaleng

kemasan dari besi umumnya dilapisi dengan timah. Prosespelapisan dilakukan secara elektrolisis atau elektroplating.Lapisan timah akan melindungi besi selama lapisan itumasih utuh. Apabila terdapat goresan, maka timah justrumempercepat proses korosi karena potensial elektrode besilebih positif dari timah.



Gambar 2.18 Pelapisan Timah pada Logam Fe

5. Pelapisan dengan seng (Galvanisasi)Seng dapat melindungi besi meskipun lapisannya ada

yang rusak. Hal ini karena potensial elektrode besi lebihnegative daripada seng, maka besi yang kontak denganseng akan membentuk sel elektrokimia dengan besisebagai katode. Sehingga seng akan mengalami oksidasi,sedangkan besi akan terlindungi.

Gambar 2.19 Pelapisan dengan Zink Spray



6. Proteksi katodikPerbaikan pipa bawah tanah yang terkorosi mungkin

memerlukan perbaikan yang mahal biayanya. Metoda inidilakukan dengan jalan mengalirkan arus listrik searahmelalui elektrolit ke logam sehingga potensial antarmukalogam-larutan elektrolit turun menuju/mencapai daerahimmunnya atau sampai nilai tertentu sehingga laju korosilogam masih diperbolehkan/ minimum. Sistem proteksikatodik ini biasanya digunakan untuk melindungi baja,jalur pipa, tangki, tiang pancang, kapal, anjungan lepaspantai dan casing (selubung) sumur minyak di darat.Sumber arus listrik searah dapat diperoleh dengan dua carayaitu : arus listrik searah diperoleh dari sumber luar disebutmetoda arus yang dipaksakan (impressed curent),dan carakedua arus listrik searah diperoleh dari reaksi galvanikdisebut metoda anoda tumbal (sacrificial anode).

7. Proteksi anodicMetode ini dikembangkan menggunakan prinsip

kinetika dari elektroda. Secara sederhana, proteksi anodicbekerja berdasarkan susunan lapisan pelindung padalogam yang dihasilkan dari arus anodik yang dialirkan dariluar. Proteksi anodik mempunyai kelebihan yang unik,contohnya adalah arus yang dialirkan biasanya sebandingdengan laju korosi dari sistem yang dilindungi. Sehinggaproteksi anodik tidak hanya melindungi tapi jugamemberikan nilai langsung laju korosi untuk monitoringsistem. Proteksi anodik ini biasa digunakan untukmelindungi peralatan yang digunakan untuk menyimpandan menanggani asam sulfat (H2SO4).

Pada perlindungan dengan sistem anodic (proteksianodic), tegangan sistem yang akan dilindungi dinaikkansehingga memasuki daerah anodiknya. Pada kondisi inisistem terlindungi dari korosi karena terbentuknya lapisanpasif. Syarat yang harus dipenuhi agar sistem ini berjalan



dengan baik adalah bahwa karakteristik lingkungannyaharus sabil. Pada jenis lingkungan yang tidak stabil(berfluktuasi), maka penerapan sistem proteksi anodictidak dianjurkan (Rochim, 2000)

8. Modifikasi LingkunganLaju korosi pada logam dikendalikan oleh proses yang

paling lambat dalam sel. Logam tidak dapat terkorosi danmenghasilkan ion-ion lebih cepat dari kecepatan katodamemanfaatkan electron yang dihasilkan, atau kecepatanelektrolit mengangkut arus melalui penghantaran ion. Sifatelektrolit yang dapat dirubah untuk membatasikeganasannya terhadap permukaan logam, yaitu denganmengubah konduktivitas elektrolit, mengubah keasaman(pH) dan mereaksikan zat kimia dengan permukaan logamuntuk membentuk selaput pasif. (Trethewey, 1991)

2.11 InhibitorUntuk memperlambat reaksi korosi digunakan bahan

kimia yang disebut corrosion inhibitor yang bekerja dengan caramembentuk lapisan pelindung pada permukaan logam. Lapisanmolekul pertama yang terbentuk mempunyai ikatan yang sangatkuat disebut chemis option. Corrosion inhibitor umumnyaberbentuk fluida atau cairan yang diinjeksikan pada productionline. Karena inhibitor tersebut merupakan masalah yang pentingdalam menangani korosi maka perlu dilakukan pemilihan inhibitoryang sesuai dengan kondisinya. Material corrosion inhibitorterbagi 2, yaitu:

1. Organik InhibitorOrganik inhibitor ini adalah inhibitor yang diperoleh

dari hewan dan tumbuhan yang mengandung unsur karbondalam senyawanya. Material dasar dari organic inhibitorAntara lain:



a. Turunnya asam lemak alifatik, yaitu: monoamine,diamine, amida, asetat, oleat, senyawa-senyawaamfoterc

b. Imdazolines dan derivatifnya

2. Inorganik inhibitorInorganik inhibitor adalah inhibitor yang diperoleh

dari mineral-mineral yang tidak mengandung unsur karbondalam senyawanya. Material dasar dari inorganic inhibitorAntara lain kromat, nitrit, silikat, dan pospat.

2.11.1 Sistem Kerja InhibitorSecara umum inhibitor dibagi menjadi 3 macam yaitu

inhibitor katodik, inhibitor anodic dan inhibitor adsorpsi. Inhibitorkatodik menurunkan laju korosi dengan cara memperlambat reaksikatodik, inhibitor katodik ini membentuk senyawa tak larut yangmengendap pada katodik dengan membentuk lapisan penghalang.Inhibitor anodik menurunkan laju korosi dengan caramemperlambat reaksi anodic, inhibitor anodic ini menggeserkesetimbangan proses korosi ke daerah pasif yang menyebabkanpembentukan film pasif oksida yang tidak kelihatan pada daerahanodik yang memicu kenaikan potensial anoda dan menekanproses oksidasi.

Berkurangnya daerah anodik yang efektif menyebabkanturunnya laju korosi. Sedangkan, Inhibitor korosi adsorpsimenurunkan laju korosi disebabkan polarisasi logam denganlapisan tipis dari molekul inhibitor yang teradsorpsi padapermukaan. Berkurangnya luas permukaan efektif bisamenurunkan laju korosi. (Febrianto, dkk. 2010)

Inhibitor adalah cara yang digunakan di dalam atau disebelah pada pipa baja karbon dan vessel sebagai control yangekonomis pengganti dari baja tahan karat dan paduan, dan jugadigunakan sebagai lapisan pada komponen non-metal.(Zaki Ahmad. 2006)



2.11.2 Pengaruh Adanya Inhibitor pada KorosiSuatu inhibitor kimia adalah suatu zat kimia yang dapat

menghambat atau memperlambat suatu reaksi kimia. Secarakhusus, inhibitor korosi merupakan suatu zat kimia yang biladitambahkan kedalam suatu lingkungan tertentu, dapatmenurunkan laju penyerangan lingkungan itu terhadap suatulogam. Atau inhibitor dapat berarti senyawa yang jika ditambahkandalam jumlah kecil pada suatu sistem korosi dapat meminimalkanlaju korosi pada konsentrasi tertentu. (Uhlig, 2004).

Adapun mekanisme kerjanya dapat dibedakan sebagai berikut:1. Inhibitor teradsorpsi pada permukaan logam, dan

membentuk suatu lapisan tipis dengan ketebalan beberapamolekul inhibitor. Lapisan ini tidak dapat dilihat oleh matabiasa, namun dapat menghambat penyerangan lingkunganterhadap logamnya.

2. Melalui pengaruh lingkungan (misal pH) menyebabkaninhibitor dapat mengendap dan selanjutnya teradsopsi padapermukaan logam serta melidunginya terhadap korosi.Endapan yang terjadi cukup banyak, sehingga lapisan yangterjadi dapat teramati oleh mata.

3. Inhibitor lebih dulu mengkorosi logamnya, danmenghasilkan suatu zat kimia yang kemudian melaluiperistiwa adsorpsi dari produk korosi tersebut membentuksuatu lapisan pasif pada permukaan logam.

4. Inhibitor menghilangkan kontituen yang agresif darilingkungannya.

Berdasarkan sifat korosi logam secara elektrokimia,inhibitor dapat mempengaruhi polarisasi anodik dan katodik. Bilasuatu sel korosi dapat dianggap terdiri dari empat komponen yaitu:anoda, katoda, elektrolit dan penghantar elektronik, maka inhibitorkorosi memberikan kemungkinan menaikkan polarisasi anodik,atau menaikkan polasisasi katodik atau menaikkan tahanan listrikdari rangkaian melalui pembentukan endapan tipis pada



permukaan logam. Pemakaian Inhibitor Korosi adalah salah satuupaya untuk mencegah korosi.

2.12 Proteksi KatodikProteksi katodik merupakan salah satu metoda

pengendalian korosi struktur baja dalam lingkungan elektrolitdengan cara memperlakukan struktur logam sebagai katoda.Metoda ini dilakukan dengan jalan mengalirkan arus listrik searahmelalui elektrolit ke logam sehingga potensial antarmuka logam-larutan elektrolit turun menuju/mencapai daerah immunnya atausampai nilai tertentu sehingga laju korosi logam masihdiperbolehkan/ minimum. Sistem proteksi katodik ini biasanyadigunakan untuk melindungi baja, jalur pipa, tangki, tiangpancang, kapal, anjungan lepas pantai dan casing (selubung)sumur minyak di darat. Sumber arus listrik searah dapat diperolehdengan dua cara yaitu : arus listrik searah diperoleh dari sumberluar disebut metoda arus yang dipaksakan (impressed curent),dancara kedua arus listrik searah diperoleh dari reaksi galvanik disebutmetoda anoda tumbal (sacrificial anode).

Proteksi katodik digunakan untuk mengendalikan korosipada permukaan logam. Proses yang dilakukan biasanya berupareaksi elektrokimia dimana logam yang dilindungi akan bertindaksebagai katoda. Arus mengalir berasal dari anoda melalui selelektrolit menuju ke katoda. Sehingga kemampuan proteksiterhadap katoda dapat dicapai dengan mengalirkan arus listriktersebut.

2.13 Proteksi Katodik Anoda KorbanSistem ini dikenal juga dengan galvanic anode, di mana

cara kerja dan sumber arus yang digunakan berasal hanya darireaksi galvanis anoda itu sendiri. Prinsip dasar dari sistem anodakorban adalah hanya dengan cara menciptakan sel elektrokimiagalvanic dimana dua logam yang berbeda dihubungkan secaraelektris dan ditanam dalam elektrolit alam (tanah atau air). Dalamsel logam yang berbeda tersebut, logam yang lebih tinggi dalam



seri elektromitive-Emf series (lebih aktif) akan menjadi anodicterhadap logam yang kurang aktif dan terkonsumsi selama reaksielektrokimia. Logam yang kurang aktif menerima proteksi katodikpada permukaannya karena adanya aliran arus melalui elektrolitdari logam yang anodic.

Gambar 2.20 Rangkaian Proteksi Katodik Anoda Tumbal

Sistem anoda korban secara umum digunakan untukmelindungi struktur dimana kebutuhan arus proteksinya kecil danresistivitas tanah rendah. Di samping itu sistem ini juga digunakanuntuk keperluan dan kondisi yang lebih spesifik seperti:

1. Untuk memproteksi struktur dimana sumber listrik tidaktersedia.

2. Memproteksi struktur yang kebutuhan arusnya relatifkecil, yang jika ditinjau dari segi ekonomi akan lebihmenguntungkan dibandingkan dengan sistem arus tanding.

3. Memproteksi pada daerah hot spot yang tidak dicoating,misalnya pada daerah dimana ada indikasi aktifitas korosiyang cukup tinggi.

4. Untuk mensuplemen sistem arus tanding, jika dipandangarus proteksi yang ada kurang memadai. Ini biasanyaterjadi pada daerah yang resistivitas tanahnya rendahseperti daerah rawa.



5. Untuk mengurangi efek interferensi yang disebabkan olehsistem arus tanding atau sumber arus searah lainnya.

6. Untuk memproteksi pipa yang dicoating dengan baik,sehingga kebutuhan arus proteksi relatif kecil.

7. Untuk memperoteksi sementara selama kontruksi pipahingga sistem arus tanding terpasang.

8. Untuk memperoteksi pipa bawah laut, yang biasanyamenggunakan bracelet anode dengan cara ditempelkanpada pipa yang di coating.

Di samping sifat anoda, faktor-faktor lain jugamempengaruhi proses proteksi katodik yaitu:

1. Luas permukaan tiang yang akan diproteksi. Makin luaspermukaan makin banyak anoda yang digunakan;

2. Beda potensial listrik antara anoda dan katoda. Makinbesar perbedaan makin besar arus proteksi dari anoda kekatoda

3. Logam dan ukuran anoda. Makin kecil tahanan anodaberarti makin sedikit penggunaan logam anoda. Makinkecil ukuran logam anoda makin besar tahanan anoda,berarti makin banyak penggunaan logam anoda. (Sumber :Departemen Pemukiman dan prasarana wilayah, 2004)

Ada beberapa keuntungan yang diperolah jikamenggunakan sistem anoda korban diantaranya:

1. Tidak memerlukan arus tambahan dari luar, karena arusproteksi berasal dari anodanya itu sendiri.

2. Pemasangan dilapangan relatif lebih sederhana.3. Perawatannya mudah.4. Ditinjau dari segi biaya, sistem ini lebih murah dibanding

sistem arus tanding.5. Kemungkinan menimbulkan efek interferensi kecil.6. Kebutuhan material untuk sitem anoda korban relatif

sedikit yaitu anoda, kabel dan test box.



Kelemahan proteksi katodik dengan anoda korbandibandingkan dengan sistem arus tanding adalah driving voltagedari sistem ini relatif rendah karena arus proteksi hanya terjadi darireaksi galvanis material itu sendiri sehingga sistem ini hanya dapatdigunakan untuk memproteksi struktur yang arus proteksinyarelatif kecil dan resistivitas lingkungan rendah. Karena kondisiyang demikian itu, sistem ini akan menjadi kurang ekonomis jikadipakai unguk keperluan memproteksi struktur yang relatif besar.Kemampuan untuk mengontrol variabel efek arus terhadap strukturyang diproteksi relatif kecil. (Peabody, 2001)

2.13.1 Metode Kerja SACPSistem ini tidak menggunakan sumber arus dan hanya

memakai anoda yang akan dikorbankan. Dalam mendesainperlindungan katoda, yang pertamakali dianalisis adalah komposisimaterial anoda yang akan dikorbankan. Anoda ini haruslah lebihbersifat korosif daripada katoda. Kalau sifatmaterial anoda samakorosif atau tidak lebih korosif daripada katoda yang akandilindungi, maka tujuan proteksi katoda tidak tercapai. Komposisianoda terkait erat dengan lokasi penempatannya. Anoda yangakanditempatkan di pinggir pantai atau di laut akan berbeda dengananoda yang akan ditempatkan di tanah pada ketinggian tertentu.Derajat oksidasi untuk tiap tempat berbeda satu sama lain.Sehingga, kecepatan penggerusan katoda pun akan berlainan.

Sistem SACP juga dikenal juga dengan galvanic anode,dimana cara kerja dan sumber arus yang digunakan memangberasal hanya dari reaksi galvanis anoda itu sendiri. Prinsip dasardari sistem anoda korban adalah hanya dengan cara menciptakansel elektrokimia galvanic dimana dua logam yang berbedadihubungkan secara elektris dan ditanam dalam elektrolit alam(tanah atau air). Dalam sel logam yang berbeda tersebut, logamyang lebih tinggi dalam seri elektromitive-Emf series (lebih aktif)akan menjadi anodic terhadap logam yang kurang aktif danterkonsumsi selama reaksi elektrokimia. Logam yang kurang aktifmenerima proteksi katodik pada permukaannya karena adanya



aliran arus melalui elektrolit dari logam yang anodic. Berikutvisualisasi dari rangkaian SACP.

Gambar 2.21 Rangkaian sistem SACP(Denny A. Jones, 1996)

2.13.2 Anoda pada SACPAnoda korban harus terbuat dari logam yang mempunyai

potensial listrik lebih rendah dari logam yang diproteksi (lihat tabeldi bawah). Logam yang diproteksi dalam hal ini adalah tiangpancang pipa baja. Dengan demikian akan terjadi aliran elektron(supply electron) dari anoda ke katoda yang berlangsung secaraterus menerus sampai logam anoda yang dikorbankan habis. Anodayang digunakan pada proteksi katodik tiang pancang pipa bajadengan metoda anoda korban biasanya digunakan logam paduandari Magnesium, Seng, dan Alumunium sebagaimana tampak padatabel berikut ini



Tabel 2.2 Spesifikasi AnodaSifat Paduan

Seng*PaduanAluminium**

PaduanMagnesium***

Komponen(%0

Al : 0.4 – 0.6 Al : Sisa Al : < 0.01Cd : 0.075 –0.0125

Cu : 0.006 Cu : 0.02

Cu : < 0.005 Fe : < 0.1 Fe : < 0.03Fe : < 0.0014 Hg : 0.02 –

0.05Mg : rem

Tb : < 0.15 Si : 0.11 –0.21

Mn : 0.5 – 1.3

Si : < 0.125 Zn : 0.3 – 0.5 Ni : 0.001Zn : < Sisa Lain lain,

Masingmasing : <0.02

Pb : < 0.01

Sn : < 0.01Zn : 0.01

KapasitasEKorr (SSC)

780 Ah-kg-1 2640 Ah-kg-1 1232 Ah-kg-1

-0.1050 mv -0.1000 mv -0.1700 mvKerapatankg-m-3

7060 2695 1765

KapasitasAh-kg-1

780 2.640 1.232

Pengausan(berat) Kg-Ay-1

10.7 3.2 4.1

Pengausan(Volume)ml-Ay-1

1518 1180 1196

KeluaranAm-2

6.5 6.5 10.8

Ekorr (SSC)mv

-1050 -1050 -1700



(Sumber : Departemen Pemukiman dan prasarana wilayah,2004)

* = Spesifikasi Departemen AS untuk bahan AnodaKorban Seng membutuhkan pengontrolan lebihketat dlaam hal tingkat kemurnian dari pada bahanini.

** = Merk dagang Impalloy*** = Merk dagang Dow Chemical CompanySSC = Ag/AgCl

2.13.3 Penggunaan SACPPada Sacrificial Anode Cathodic Protection (SACP)

pemilihan anoda korban didasarkan pada konduktivitas lingungan,keubutuhan potensial untuk mendistribusikan arus, kemungkinanadanya efek samping dan juga pertimbangan ekonomi. Anodakorban relatif lebih murah, mudah dipasang bila dibandingkandengan metoda arus tanding. Keuntungan lainnya adalah tidakdiperlukannya peralatan listrik yang mahal dan tidak adakemungkinan salah arah dalam pengaliran arus (Trethewey, 1991).

Adapun logam yang sangat umum digunakan sebagaianoda korban adalah : Zn, Al, dan Mg. Potensial tunggal untuklogam magnesium adalah sekitar 1.6 Volt dalam skala Calomel,sedangkan untuk Zn 1,0 Volt dalam skala Calomel. Oleh karenanyaMg memberikan rapat arus jauh lebih besar daripada Zn dan dapatmenyebabkan Overproteksi. Anoda korban Mg cocok untukdigunakan pada lingkungan yangkurang konduktis seperti dalamlingkungan tanah, atau air payau.

Logam seng yang digunakan sebagai anoda korban harusmemiliki kemurnian tinggi. Kandungan pengotor utama yang dapatmenggangu sifat anodinya harus seminimal mungkin. Kandunganbesi dalam anoda seng tidak boleh lebih daripada 0,001 persen.Penggunaan anoda korban magnesium biasa digunakan untukmelindungi pipa yang ditanam pada tanah. Anoda mangnesium



sering dipadu dengan logam aluminium sekitar t6 persen, dan sengsebesar 3 peren. Penambahan unsur – unsur ini bertujuan untukmenghindari terjadinya Pitting Corrosion/ Korosi Sumuranpelapisan yang diterapkan pada benda kerja yang akan dilindungidapat mengurangi jumlah konsumsi anoda korban magnesium,sehingga lebih efisien dan murah. Sebuah anoda korbanmagnesium dapat meindungi pipa yang telah diberi coating sejauh8 Km.

Pada Anoda korban umumnya juga ditambahkan back filldengan maksud untuk meningkatkan konduktivitas tanah sekelilinganoda dan menurunkan kecepatan korosi anoda magnesium yangberlebihan. Berikut adalah tabel properties dari beberapa AnodaKorban yang sering digunakan.

Table 2.3 Karakteristik Anoda KorbanAnode

MaterialDensity(g.cm-3)

Potensial voltsCu/CuSO4

Amp-hrs perkg

Zn 7.1 -1.10 780Al 2.7 -1.15 2700Mg 1.7 -1.55 1230

Tabel 2.4 Nilai Standar Potensial Logam untuk Proteksi KatodikMetal Potensial (Cu/CuSO4)

Steel -850 mVSteel (Sulphate reducing bacteria) -950 mVCopper alloys -500 to -650 mVLead -600 mVAluminium -950 to -1200 mV

Logam Aluminium dapat dipadu dengan logam lain agarmemiliki potensial di antara anoda Zn dan Mg. Logam aluminiummempunyai potensial besar untuk dijadikan anoda korban, namundemikian logam aluminium memiliki efisiensi anodik yang rendah.Dengan menambahkan unsur merkuri sebesar 0.04 persen, efisiensianodik aluminium dapat bertambah sampai menjadi 90 %.



Berikut adalah nilai Electrochemical Efficiency () anodakorban yang digunakan dalam perhitungan desain untuk beratanoda korban yang disyaratkan:

Tabel 2.5 Nilai Electrochemical Efficeincy untul Al dan Znpada anoda korban

Material Anoda Electrochemical Efficience (Ah.kg)Al 2000 1*

Zn 700 2*

1* Temperatur anoda: maksimal 25 oC2* Temperatur anoda: maksimal 50 oC

Sumber: Chamberlain J., Trethewey KR. 1991

2.14 Proteksi Katodik Arus PaksaBerbeda dengan sistem anoda korban, sumber arus pada

sistem arus tanding berasal dari luar, biasanya berasal dari DC danAC yang dilengkapi dengan penyearah arus (rectifier), dimanakutub negatif dihubungkan ke struktur yang dilindungi dan kutubpositif dihubungkan ke anoda. Arus mengalir dari anoda melaluielektrolit ke permukaan struktur, kemudian mengalir sepanjangstruktur dan kembali ke rectifier melalui konduktor elektris.Karena struktur menerima arus dari elektrolit, maka strukturmenjadi terproteksi. Keluaran (output) arus rectifier diatur untukmengalirkan arus yang cukup sehingga dapat mencegah arus korosiyang akan meninggalkan daerah anoda pada struktur yangdilindungi. Dengan keluaran arus dari anoda ini maka anodatersebut terkonsumsi. Untuk itu maka sebaiknya menggunakanbahan yang laju konsumsinya lebih rendah dari magnesium, zincdan alumunium yang biasa dipakai untuk sistem tersebut,umumnya digunakan paduan kombinasi bahan yang khusus.

Sistem arus tanding digunakan untuk melindungi strukturyang besar atau yang membutuhkan arus proteksi yang lebih besardan dipandang kurang ekonomis jika menggunakan anoda korban.Sistem ini dapat dipakai untuk melindungi struktur baik yang tidak



dicoating, kondisi coating yang kurang baik maupun yang kondisicoatingnya baik.

Gambar 2.22 Rangkaian Proteksi Katodik Arus Paksa

Kelebihan sistem arus tanding adalah dapat didesainuntuk aplikasi dengan tingkat fleksibilitas yang tinggi karenamempunyai rentang kapasitas output arus yang luas. Artinyakebutuhan arus dapat diatur baik secara manual maupun secaraotomatis dengan merubah tegangan output sesuai dengankebutuhan. Kelebihan lain dari sistem ini, dengan hanya memasangsistem di salah satu tempat dapat memproteksi struktur yang cukupbesar.

Kekurangan dari sistem ini yaitu memerlukan perawatanyang lebih banyak dibanding sistem anoda korban sehingga biayaoperasional akan bertambah. Sistem ini juga mempunyaiketergantungan terhadap kehandalan pemasok energi (rectifier)sehingga kerusakan pada sistem ini akan berakibat fatal terhadapkinerja sistem proteksi. Kekurangan yang lain sistem arus tandingadalah cenderung lebih mahal karena peralatan dan bahan yangdigunakan lebih banyak. Di samping itu ada kemungkinan dapat



menimbulkan masalah efek interferensi arus terhadap struktur disekitarnya. (Peabody, 2001)

2.14.1 Reaksi pada Sistem Proteksi Katodik Arus PaksaReaksi yang terjadi pada system proteksi katodik arus

paksa adalah dengan arus yang dipaksakan, transfer muatan negatifdari anoda ke katoda tidak berlangsung spontan, tetapi oleh sumberlistrik dari luar. Secara teoritis, semua konduktor listrik, baik logammaupun non-logam, dapat digunakan sebagai anoda. Dalamlingkungan air yang tidak mengandung klorida, reaksi utama yangterjadi pada anoda yang relative bersifat mulia adalah evolusioksigen menurut reaksi:

H2O ½ O2 + 2H+ +2e ............................................. 2.19

Dapat disimpulkan bahwa pada proses di anoda diperlukanair. Bila tanahnya kering, tahanannya akan naik dan keluaran arusanoda akan sangat kecil, dan bila arus dipaksakan untuk dinaikkandengan menaikkan tegangan di rectifier, akibatnya akan fatal.Karena tahanan antar muka/ tanah besar, permukaan anoda akanpanas dan anoda akan rusak. Keperluan air ini sebenrnya hanyasedikit ditinjau dari reaksinya, yaitu sekitar 1,15 gram per ampereper hari. Tetapi ketersedian air di permukaan anoda menjadimasalah, karena air harus berdifusi dalam tanah.

Tetapi bila dalam air terlarut klorida, meskipun dalamkonsentrasi kecil, akan terjadi tambahan reaksi oksidasi kloridamenurut reaksi:

2Cl- Cl2 + 2e .......................................................... 2.20

Gas klorin kemudian akan bereaksi dengan air membentuk asamhipokloro dan asam klorida menurut:

Cl2 + H2O HOCl + HCl ......................................... 2.21



Hasil reaksi ini dapat merusakkan insultasi kabel yangbersinggungan atau berdekatan dengan anoda. Oleh karena ituuntuk lingkungan laut diperlukan insulasi kabel yang khusus.Kebutuhan dalam ICCP

2. 14.2 Anoda pada Sistem Proteksi Katodik Arus PaksaAnoda adalah elektrode negatif, bisa berupa logam

maupun penghantar listrik lain, pada sel elektrokimia yangterpolarisasi jika arus listrik mengalir ke dalamnya. Arus listrikmengalir berlawanan dengan arah pergerakan elektron. Pada proseselektrokimia, baik sel galvanic (baterai) maupun sel elektrolisis,anode mengalami oksidasi. Anoda biasanya terkorosi denganmelepaskan elektron-elektron dari atomatom logam netral untukmembentuk ionion yang bersangkutan. Ion-ion ini mungkin tetaptinggal dalam larutan atau bereaksi membentuk hasil korosi yangtidak larut.

Bentuk dan ukurannya bermacam-macam, bisa berbentukkawat, tabung, lempengan, batangan, dan piringan. Kriteria yangideal untuk anoda menurut Shreir dan Hayfield:

1. Laju konsumsi yang rendah2. Tingkat polarisasi yang rendah3. Konduktifitas listrik yang tinggi4. Kemudahan dalam instalasi5. Kuat secara fisik, sehingga tidak mudah mengalami

kerusakan6. Tahan terhadap abrasi dan erosi7. Mudah dibentuk8. Biaya yang rendah

Pada sistem arus paksa disamping anoda sebagai sumberelektron juga dibutuhkan sumber arus seperti rectifier yangdihubungkan dengan anoda. Pada metode arus paksa, anoda tidakdipilih dari logam dengan potensial elektrode lebih negatif darilogam yang dilindungi, tetapi justru dpilih dari logam mulia.Meskipun potensial elektrode anoda tersebut lebih besar daripada



pipa baja, elektron tetap mengalir dari anoda menuju pipa karenadipaksa oleh arus searah (DC) yang diperoleh dari transformatorrectifier. Dengan demikian suatu struktur yang memiliki luasanbesar dapat dilindungi oleh sebuah anoda tunggal dan karenategangan dorong yang dimiliki tinggi, anoda dapat ditempatkanjauh dari struktur Anoda untuk metode arus paksa umumnyadiklasifikasikan ke dalam tiga tipe:

1. Anoda tipe aktif (terkonsumsi cepat) : besi atau baja2. Anoda semi-pasif (semi-terkonsumsi) : grafit, timbal, besi-

silikon3. Anoda paif sempurna (tidak terkonsumsi) : terbuat dari

platina

Uraian lebih rinci dari jenis-jenis anoda untuk metoda arustanding seperti berikut.

a. Anoda bajaBaja atau baja tua dapat digunakan untuk anoda.

Anoda jenis ini tentu saja murah, tetapi konsumsinyasangat tinggi, yaitu sekitar 10 kg/AY (kilogram/ AmpereYear) dan cepat habis. Pemasangan anoda jenis ini harushati-hati karena mudah rusak pada daerah sambungnaanatar anoda dan kabel positif.

b. Anoda besi Silikon (High-Silicon-Iron, HIS atau Fe-Si)Jenis Anoda ini bersifat keras, rapuh dan tidak tahan

benturan dan kejutan suhu. Komposisinya sudah standaryaitu: 14.4%Si; 0.7%Mn; 0.95%C dan sisanya Fe. Anodaini dikenal sejak tahun 1915, dan sebagai anoda HIS akanmembentuk lapisan film protektif yang akan terbaharuibila rusak. Filmnya 50% berpori dan 75% terdiri dari SiO2

yang cukup sebagai konduktor elektronik. Lajukonsumsinya sekitar 1 kg/AY.



Gambar 2.23 Besi Silicon

c. Anoda besi-silikon-krom (High-Sillicon-Iron-Chromium,Fe-S-Cr)

Jenis anoda ini mulai digunakan sejak 1960.Komposisi tipikalnya adalah: 14.4%Si; 0.7%Mn; 1.0%C;4.25%Cr dan sisanya Fe. Penambahan krom dimaksudkanuntuk ketahanan terhadap korosi sumuran (pitting), dandapat digunakan dalam lingkungan yang mengandungklorida. Laju konsumsinya sekitar 0.5 kg/AY.

d. Anoda timbal-perak (Lead-Silver, Pb-Ag)Anoda paduan timbal ini digunakan mulai sekitar

1954. Penggunaan yang umum di lingkungan air laut.Dalam aplikasi, anoda jenis ini akan membentuk lapisanPbO2 yang relatif keras dan bersifat konduktor elektronik(1/10 dari timbal). Anoda ini tahan asam, tetapi tidak tahanbasa sekitar pH 10. Komposisi yang biasa digunakan:6%Sb; 1%Ag; sisanya Pb. Laju konsumsinya bervariasiAntara 0.06 sampai 0.12 kg/A.Y.



Gambar 2.24 AnodaTimbal Perak

e. Anoda grafitAnoda grafit banyak digunakan untuk lingkungan laut,

karena grafit imun terhadap klorida. Sejarah anoda grafitsangat panjang, karena grafit telah lama digunakan sebagaianoda dalam industry kimia. Laju konsumsinya sekitar0.05 kg/A.Y tetapi di lumpur sangat tinggi yaitu sekitar 1.4kg/A.Y

Gambar 2.25 Anoda Grafit



f. Anoda plastik-konduktifAnoda jenis plastic-konduktif umumnya berupa

anyaman (mesh) atau mastic. Penggunaannya terutamauntuk proteksi katodik tulangan beton, dimana distribusiarus merupakan masalah utama. Dengan bentuk mesh ataumastic, anoda dapat disebar merata di seluruh permukaanbeton.

g. Anoda keramikIni tergolong anoda terbaru, dikembangkan mulai

tahun 1970. Anoda jenis ini dapat berupa “bulk” oksidaatau lapisan tipis oksida. Contoh anoda jenis ini adalahmagnetit (bulk) dan mixed metal oxide (Mixmeo) untukjenis lapisan oksida. Jenis terakhir dipatenkan sebagaiDSA (Dimensionally Stable Anode) atau oxide/ metacomposite anode.

Anoda jenis DSA yang digunakan untuk lingkunganyang mengandung klorida, terdiri dari campuran oksidaRnO2, TiO2 dan PtO yang dilapiskan pada titanium murni.Oksida-oksida ini bersifat konduktif, tahan baik oksidasimaupun reduksi, di lingkungan asam atau basa. Kapasitasarusnya sangat tinggi, antara 100-500 A/m2 dan lajukonsumsinya sangat rendah.

h. Anoda platinaLogam platina digunakan sebagai anoda karena

kapasitas arusnya sangat tinggi (100A/m2). Platinadilapiskan secara listrik sebagai film yang sangat tipis padalogam Ti, Nb, atau Ta. Tebal lapisan umumnya 2.5 µm dan7.5 µm biasanya dibuat atas pesanan konsumen.Penggunaan anoda jenis ini harus hati-hati, karena banyakkegagalan telah dialami. Anoda ini memang merupakansatu-satunya pilihan untuk lingkungan laut dengankeperluan arus yang besar.



Gambar 2.26 Anoda Platina

Anoda yang digunakan tidak harus lebih reaktif daripadastruktur logam yang akan dilindungi, anoda yang digunakanbiasanya bersifat inert dan memiliki ketahanan yang tinggiterhadap serangan korosi. Anoda dapat terbuat dari material sepertigraphite, logam paduan, dan mixed-metal oxide-coated titanium(MMO).

Tabel 2.6 Jenis dan Spesifikasi Anoda

Material Anoda Aplikasi KhususTypical Loss(Lb/ A.Y)

Scrap SteelTanah, air tawar/laut

20

AluminiumTanah, air tawar/laut

10-12

Grafit Tanah, air tawar 0.25-5.0High Silicon Irondan Si-Cr Iron

Tanah, air tawar/laut

0.25-5.0

Timah Air laut 0.1-0.25Platinum danTitanium

Air laut Kosong

Sumber: Supomo, 1995



2.14.3 Susunan Penanaman Anoda GroundbedDalam proteksi katodik terdapat beberapa tipe penanaman

anoda groundbed dengan pengunaan dalam kondisi tertentu yaitu:1. Anoda Tipe Vertikel

Metode penanaman anoda ini membuat potensialperlindungan mengalirterbatas pada titik-titik yang tidakterlalu berjauhan. Hal ini dikarenakan sifat jangkauananoda groundbed yang sangat terbatas. Apabilapenggunaan anoda dalam jumlah banyak danpertimbangan baiaya tidak menjadi masalh, makapenanaman tipe vertical sangat menguntungkan.

Gambar 2.27 Instalasi Anida Tipe Vertikel

2. Anoda Tipe HorisontalBentuk penanaman horizontal menjadikan jangkauan

potensial proteksi dari anida semakin jauh. Hail ini kanamerugikan apabila posis kedalaman tanam anoda tidakterletak dalam posisi lurus terhadap struktur yangdilindungi, sebab arus dapat lari kemana-mana. Pada tipeini jumlah anoda yang digunakan tidak terlalu banyaksehingga dapat menghemat biaya instalasi maupun biayaperawatan.



Gambar 2.28 Instalasi Tipe Anoda Tipe Horisontal

2.14.4 Kedalaman Tanam Anoda GroundbedKedalaman tanam dari anoda groundbed menentukan

pengaruh yang akan diterima struktur yang hendak diproteksi. Olehkarena itu juga berpengaruh pada interferensi yang diterimastruktur yang dimaksudkan untuk tidak dilindungi pada area yangberdekatan. Terdapat tiga macam kedalaman tanam anodagroundbed, yaitu:

a. Point surfaceTipe yang mudah digunakan baik dari segi desain

maupun konstruksinya. Namun sangat mudah memberikanpengaruh terhadap struktur di sekelilingnya. Meskipundemikian dapat diletakkan pada posisi optimal yangmemberikan efek seminimal mungkin.

b. DistributedDigunakan untuk memeroteksi system pemipaan pada

daerah terbatas. Pada level proteksi yang sama, digunakananoda atau catu daya yang lebih banyak. Selain itu, arusyang digunakan lebih sedikit untuk melindungi logampada luasan yang sama.

c. Point deep wellMetode ini dapat mendistribusikan arus proteksi

dengan lebih baik disbanding yang lainnya. Akan tetapisistem ini sangat mahal, apabila memerlukan perbaikan



harus diganti dengan anoda baru serta dapat merusakstruktur lain di sekitarnya. (Nace Standard RP0572-2001)

Gambar 2.29 Point Deep Well Anode Groundbed

2.14.5 BackfillBackfill merupakan material yang ditempatkan pada suatu

lubang (canister) untuk mengisi spasi di antara anoda-anoda.Carbonaceous backfill merupakan istilah yang digunakan untukmenggambarkan backfill berbahan dasar karbon dengan tahananjenis rendah yang berada di sekeliling anoda groundbed. Backfillmenyediakan lingkungan yang homogeny bagi anoda sehinggareaksi pada seluruh permukaan yang aktif berjalan seragam.Dengan demikian, laju konsumsi sekelompok anoda dalamgroundbed tidak berbeda. Backfill mencegah kontak langsunganoda dengan tanah yang dapat membentuk lapisan film danmengurangi daya gunanya. Lapisan film ini memiliki tahana tinggipada permukaan anoda dan menjadikan pasif. Selain ini, backfillmenarik butir-butir air dan meningkatkan konduktifitas di daerahsekitar anoda. Hal ini mencegah korosi local pada anoda olehunsur-unsur agresif dalam tanah.

Tiga material yang umum digunakan sebagai backfilladalah:

1. Pasir arang batubara (coal coke breeze)2. Pasir arang minyak bumi (calcined petroleum coke breeze)



3. Partikel grafit alami atau buatan manusia

Tabel 2.7 Densitas Carbonaceous BackfillMaterial Backfill Densitas (kg-m3)Coal coke breeze 650 – 800Calcined petroleum coke granules 700 – 1100Natural graphite particles 1100 – 1300Crushed man-made graphite 1100 – 1300

Sumber: Sheir, 1993

2.14.6 Transformator RectifierUntuk memproteksi pipa pada sistem arus paksa

dibutuhkan sumber arus proteksi yang berasal dari luar seperti:Rectifier, Solar Cell, dan Generator. Rectifier adalah alat yangdigunakan sebagai penyearah arus yang berfungsi untuk mengubaharus dari arus bolak-balik (AC) ke arus searah (DC). Sepertiditunjukkan pada gambar 2.21.

Alat ini menggunakan arus bolak-balik / AC (AlternatingCurrent) sebagai sumber listrik utamanya dan mengubahnyamenjadi arus searah, sehingga alat ini banyak digunakan sebagaisumber energi (Power Supply) dalam menyediakan tegangan danarus DC. Untuk melengkapi rangkaian listrik pada sistem ICCP,Terminal positif power supply dihubungkan ke anoda sedangkanterminal negatif dihubungkan ke katoda, sehingga arus DC akanmengalir dari power supply ke anoda melewati elektrolit hinggasampai ke katoda dan akhirnya kembali lagi ke power supply.

Ada beberapa jenis rectifier yang akan digunakantergantung pada kondisi lingkungannya, antara lain:

1. Rectifier dengan pendingin udara2. Rectifier dengan pendingin minyak3. Rectifier arus konstan4. Rectifier dengan control potensial otomatis

Rectifier yang banyak digunakan saat ini adalah rectifier denganpendingin udara. Sistem pendingin pada rectifier tipe ini berasal



dari udara yang masuk ke dalam kotak rectifier dari bagian atas danbawah sehingga rectifier jenis ini cocok untuk lingkungan yangudaranya relative bersih. Pemasangan rectifier ini dapat digantungdi dinding, tiang atau pada alas/ lantai tergantung kondisi tempatyang tersedia.

Gambar 2.30 Transformator Rectifier

Rectifier juga harus dilengkapai dengan:1. Input circuit breakers dan sekring untuk perlindungan

terhadap overload2. Metering, voltmeter dan amperemeter yang mempunyai

skala dan pelindung3. Fasilitas metering tambahan untuk pembacaan eksternal4. Terminal untuk kabel sampai 16mm2

5. Pengatur keluaran arus dan daya listrik

2.15 Elektroda AcuanElektroda Acuan (Reference Electrode) adalah suatu

elektroda yang mempunyai potensial elektroda stabil dan diketahuinilainya. Potensial elektroda yang mempunyai tingkat stabilitasyang tinggi biasanya dicapai dengan menerapkan sistem Redoks,dimana konsentrasi setiap partisipannya dibuat konstan (bufferedatau saturated).



Terdapat banyak jenis elektroda acuan yang biasadigunakan tergantung keperluannya, dan yang biasa digunakanpada sistem proteksi katodik adalah Cu/CuSO4, Ag/AgCl dan ZincReference Electrode. Berikut adalah beberapa jenis elektrodaacuan beserta potensialnya:

1. Standard Hydrogen Electrode (SHE) (E = 0.000 V)aktifitas ion H+ =1

2. Normal Hydrogen Electrode (NHE) (E ≈ 0.000 V)konsentrasi ion H+ =1

3. Reversible Hydrogen Electrode (RHE) (E = 0.000 Vsampai 0.0591*pH)

4. Saturated Calomel Electrode (SCE) (E = +0.242 Vsaturated)

5. Copper-Copper(II) Sulfate Electrode (E = +0.314 V)6. Silver Chloride Electrode (E = +0.197 V saturated)7. Ph-Electrode8. Palladium-Hydrogen Electrode9. Dynamic Hydrogen Electrode (DHE)

Silver/Silver Chloride Reference Electrode (Ag/AgCl)adalah jenis elektroda acuan yang paling banyak digunakan karenasederhana, murah, sangat stabil dan tidak beracun. Elektroda acuanini biasa digunakan dengan elektrolit KCl jenuh sebagai buffer-nya, dan dapat juga digunakan dengan konsentrasi yang rendahseperti 1M KCl bahkan dapat juga secara langsung menggunakanair laut. Elektroda Ag/AgCl umumnya terbuat dari kawatsilver/perak (Ag) yang dilapisi dengan lapisan tipis perak klorida(AgCl). Ketika elektroda ditempatkan ke dalam larutan potasiumklorida jenuh (KCl) maka akan menghasilkan potensial 197 mV vs.SHE. Potensial dari reaksi setengah selnya ditentukan olehkonsentrasi klorida dalam larutan.

Elektroda acuan Ag/AgCl menghasilkan potensial yangsebanding dengan konsentrasi ion klorida, baik itu dari sodiumklorida, potasium klorida, amonium klorida atau beberapa garamklorida lainnya, dan nilainya akan selalu konstan selama



konsentrasi ion kloridanya juga konstan. Gambar yangmengilustrasikan elektroda acuan Ag/AgCl dapat dilihat padagambar 2.30

Gambar 2.31 Elektroda Acuan Ag/AgCL

Elektroda yang sering digunakan dalam ranah adalahCu/CuSO4 jenuh. Elektrode CuSO4 terbuat dari tabung yang berisibatang tembaga dan larutan CuSO4. Jika sebuah voltmeterdihubungkan dengan electrode CuSO4 dan pipa, maka potensialyang terbaca adalah gabungan dari dua jenis potensial. Masing-masing dari potensial itu disebut “Half Cell”. Adapun keduapotensial tersebut adalah:

a. Potensial antara batang tembaga dengan tanah melaluiperantara larutan CuSO4

b. Potensial antara pipa dan tanah.

Aliran arus dari luar ke pipa yang diproteksi akan ditandaidengan adanya beda potensial antara tanah dengan pipa ke kutubnegative. Perbedaan potensial digunakan pada beberapa kriteriauntuk menentukan derajat proteksivitas dari sistem proteksikatodik.



Gambar 2.32 Elektroda Acuan Cu/CuSO4

2.16 KatodaKomponen katoda yang dimaksud disini adalah logam

yang akan dilindungi, logam tersebut dibuat supaya bertindaksebagai katoda sehingga potensialnya berada pada daerah imunyang tahan terhadap serangan korosi. Dalam sistem proteksikatodik arus paksa / ICCP, logam yang dibuat menjadi katodadinamakan sebagai elektroda kerja. Material 18 pembentuk katodadapat berupa besi, baja atau logam paduan, oleh karena itu metodeICCP biasa digunakan untuk pipa-pipa yang dikubur dalam tanahdan air laut.

2.17 ElektrolitElektrolit merupakan suatu larutan yang bersifat konduktif

atau dapat menghantarkan arus listrik. Elektrolit terdiri dari ion-ionbebas yang memungkinkan terjadinya perpindahan elektron antarakatoda ke anoda, sehingga elektrolit dapat bertindak sebagai jalurlistrik yang merupakan medium perpindahan elektron. Karena ion-ion yang dimilikinya, elektrolit menjadi bersifat korosif, elektrolitbanyak terkandung dalam tanah dengan kedalaman tertentu dan airlaut, sehingga ketika suatu logam tanpa perlindungan berada dalamlingkungan tersebut maka logam tersebut akan terkorosi.



2.18 Angka KeamananDalam aplikasi lapangan, biasanya terdapat beberapa

penyimpangan perhitungan, pengukuran yang kurang tepat. Olehkarena itu perlu adanya angka keamanan yang meliputi:

a. Coating efficiencyUntuk pipa yang diberi lapis lindung, angka ini perludiambil meskipun pipa telah dites dengan holiday detectorsebelum dipasang. Karena pada saat penurunan pipa kedalam tanah memungkinkan adanya lecet maupun crackpada lapis lindung pipa tersebut sehingga dapatmenyebabkan timbulnya korosi. Angka keamananbiasanya ditentukan tergantung dari kualitas lapis lindungpipa baja yang ditanam.

b. Utility factorFaktor utilitas juga perlu diperhitungkan karena dapatmengurangi arus proteksi yang semestinya hanya untukstruktur yang dilindungi. Angka keamanan untuk factorutilitas biasanya diambil sekitar 5-10%.

Kriteria di atas merupakan kriteria yang umum digunakandalam perencanaan untuk menghitung kebutuhan anoda dalamsistem proteksi katodik. (Sulaiman)

2.19 Holiday DetectorStruktur pipa yang telah dilindungi oleh pelapisan yang

baru terutama pada pipa yang pelapisan tersebut sangatberpengaruh pada lingkungan tempat pipa ditanam, seharusnyatelah di inspeksi dengan holiday detector untuk mengetahuikontinuitas, adalah sebuah lubang jarum atau kerusakan padalapisan film yang dapat menyebabkan masuknya kelembaban kedalam substrat pipa.

Cacat ini tidak dapat dilihat oleh mata telanjang dan harusdilihat dengan instrumen elektrik yang disebut holiday detector.



Terdapat 2 tipe holiday detector, tipe tegangan tinggi dan tipetegangan rendah yang dijelaskan dalam standard ASTM D 5162.Holiday detector tegangan rendah dipakai untuk lapisan coatingyang mempunyai ketebalan sampai 20 mils atau 500 µm. Perangkatyang dapat dibawa kemana-mana ini mempunyai sumber tenagaberupa baterai, electrode spons untuk mendeteksi cacat, sebuahkabel tembaga dengan penghantar yang berhubungan dengan pipa.Saat cacat terdeteksi, sirkuit elektrik akan menngakibatkan alarmberbunyi. Cacat tersebut harus ditandai setelah terdeteksi olehperangkat holiday tester.

Holiday detector tegangan tinggi (dibawah 800 volt)biasanya digunakan untuk coating yang ketebalannya lebih dari 20mils (500 µm). Elektrodanya dapat berupa kuas atau sikat. Jikaelectrode mendeteksi adanya cacat, maka akan timbul percikanlistrik yang loncat dari electrode ke daerah cacat yang terdeteksi.

2.20 Lapisan PelindungLapisan pelindung merupakan lapisan film koontinyu dari

material penyekat listrik di atas permukaan logam yang diproteksi.Material ini mengisolasi logam dari kontak langsung denganelektrolit di sekelilingnya (mencegah elektrolit terhubung denganlogam) sekaligus sebagai penghalang yang memberikan hambatanlistrik tinggi sehingga reaksi-reaksi elektrokimia tidak dapatterjadi. Fungsi primer lapis lindung pada pipa yang terproteksikatodik adalah mengurangi luasan permukaan logam yangterekspos pada pipa sehingga arus proteksi katodik yang diperlukanuntuk melindungi logam dapat dikurang. (Peabody, 2001)

Coating adalah sebuah penutup yang diterapkan padapermukaan suatu benda, biasanya disebut sebagai substrat. Tujuandari menerapkan lapisan yaitu dekoratif, fungsional, ataukeduanya. Lapisan dapat berupa lapisan all over, meliputi substrat,atau hanya menutupi bagian substrat. Lapisan fungsional dapatditerapkan untuk mengubah sifat permukaan substrat, sepertiadhesi, wetability, ketahanan korosi, atau ketahanan aus. Sebagaicontoh pembuatan perangkat semikonduktor, lapisan



menambahkan properti benar-benar baru seperti respon magnetikatau konduktivitas listrik dan merupakan bagian penting dariproduk. Sebuah pertimbangan utama bagi sebagian besar prosespelapisan adalah bahwa lapisan diterapkan pada ketebalanterkontrol, dan sejumlah proses yang berbeda yang di gunakanuntuk mencapai kontrol ini, mulai dari sikat sederhana untuklukisan dinding, beberapa mesin sangat mahal menerapkan pelapisdi industri elektronik. Banyak proses pelapisan industri meliputiaplikasi film tipis bahan fungsional untuk substrat, seperti kertas,kain, film, atau foil.

Menurut NACE Standards RP0169-96 Section 5, lapislindung sebagai sarana pengendali korosi yang efektif memilikikarakteristik sebagai berikut:

1. Penyekat listrik yang efektif2. Penghalang uap (kelembapan) efektif3. Mampu diaplikasikan4. Sejalan dengan waktu mampu menahan perkembangan

holidays5. Memiliki adhesi yang baik terhadap permukaan pipa6. Mampu menahan kerusakan akibat perawatan normal,

penyimpanan (degradasi sinar ultra violet), danpemasangan

7. Sejalan dengan waktu, mampu memelihara tahanan jenislistrik secara konstan

8. Ketahanan terhadap disbonding9. Mudah diperbaiki10. Interaksi dengan lingkungan tidak menghasilkan zat

beracun

2.20.1 Coating primerPrimer diterapkan langsung ke permukaan baja yang telah

dibersihkan. Tujuannya adalah untuk membasahi permukaan danuntuk menyediakan adhesi yang baik untuk dilakukan coatingselanjutnya. dalam kasus primer untuk permukaan baja, ini juga



biasanya diperlukan untuk memberikan inhibisi korosi. (NationalCorrosion Service. 2000)

2.20.2 Coating Sekunder/ IntermediateSebuah cat lapisan sekunder adalah lapisan pelindung

tambahan yang diterapkan pada permukaan rawan korosi untukmemulihkan kegagalan potensi lapisan primer. Ini memberikanlapisan kedap air untuk kapal yang diberikan untuk mencegahpencemaran lingkungan atau tumpahan. Disebut juga sebagai bodycoat untuk menambah tebal dan ketahanan. Formulasi intermediatesangat penting, utamanya untuk meningkatkan ketebalan yangdapat meningkatakan sifat-sifat utama dari coating. Body coat iniharus menempel kuat pada primer dan juga pada top coat.

Adapun fungsi dari coating sistem sekunder/ intermediate,yaitu: tebal sistem coating, mempunyai ketahanan yang kuatterhadap kimia, tahan terhadap uap air, strong cohesion, strongbond to primer and topcoat. Pelapis proteksi sekunder yang seringdigunakan biasa pada tangki tanah bawah tanah dan di atas yangmengandung zat-zat seperti minyak mentah, produk minyak bumiatau bahan kimia yang berbahaya bagi lingkungan ketika dirilis.(National Corrosion Service.2000)

2.20.3 Top CoatingTopcoat merupakan suatu lapisan resin penyekat (a resious

seal) di atas intermediet dan primer. Ini merupakan pertahanapertama terhadap chemical yang agresif, air, atau lingkungan, yangberfungsi sebagai barrier pertama dalam coating sistem. Top coatlebih padat dibanding intermediate coat karena jumlah pigmentnyalebih kecil.Adapun fungsi dari coating sistem topcoat, yaitu,sebagai lapisan penyekat dalam sistem coating, membentuk lapisanpertahanan pertama terhadap lingkungan, memberikan ketahananterhadap chemical, air, dan cuaca, membuat permukaan menjaditangguh dan tahan aus, memberikan keindahan.



2.21 Potensial ProteksiBritish Standard Institute (BSI) Code of Practice For

Cathodic Protection memberikan nilai-nilai tegangan perlindunganlogam terhadap elektrolit yang diukur terhadap bermacam-macamelektroda referens.

Tabel 2.8 Nilai Elektroda AcuanElektrodeReference

LingkunganAerobik

LingkunganAnaerobic

Cu/CuSO4 -0.85 mV -0.95 mVAg/AgCl Air Laut -0.80 mV -0.90 mVAg/AgCl Jenuh -0.75 mV -0.85 mVZn/ Air Laut +0.25 mV +0.15 mV

Sumber: BS 7361 Part 1 Cathodic Protection. Part 1 Code ofPractice for Marine and Land Application

Kriteria potensial proteksi katodik -850 mV atau disebutjuga on potensial sudah menjadi perdebatan bertahun – tahunantara para engineer dan industriawan di bidang korosi. Kriteria initerus berubah hingga akhirnya NACE mengeluarkan StandardPractice NACE SP 0169 pada tahun 2007 yang mengakomodir 3nilai criteria potensial proteksi katodik.

Nilai kriteria potensial proteksi katodik “on Potential” -850 mV diperkenalkan oleh Robert J. Kuhn pada sebuah papertahun 1933 berdasarkan pengalamannya melakukan instalasiproteksi katodik untuk pipa air di New Orleans Amerika Serikatpada tahun 1920. Judul paper tersebut adalah “Cathodic Protectionof Underground Pipe Lines from Soil Corrosion”. Nilai -850 mVuntuk pipa air di daerah New Orleans masuk akal melihat kondisiair tanah yang berlimpah, tahanan tanah yang rendah dankedalaman pipa yang dangkal.

Tetapi nilai potensial proteksi -850 mV ternyata tidak bisamengakomodir proteksi katodik untuk kondisi tanah diluar newOrleans, pada tahun 1950 Kuhn menggunakan nilai -1000 mVuntuk pipa gas yang dicoating didaerah Texas Amerika Serikat.



Perubahan nilai criteria potensial proteksi katodik yang signifikanini menjadi pertanda tidak cukupnya nilai -850 mV (on Potensial)

2.22 Resisitivitas TanahResistivitas suatu jenis tanah adalah kemampuan tanah

tersebut untuk menghambat aliran listrik. Jika resistivitas tanahrendah maka arus listrik semakin mudah mengalir begitu jugasebaliknya. Tanah mempunyai karakter kimiawi dan fisik yangbervariasi dan dapat mempengaruhi tingkat korosi pada logam.Pada umumnya tanah mengandung empat unsur utama, yaitu bahanmineral, bahan organic air dan udara. Karakteristik tanah yangberpengaruh terhadap tingkat korosi yang dihasilkan adalahresistivitas tanah.

Resistivitas jenis suatu tanah ditentukan oleh jumlah iondalam tanah sebagai elektrolit karena arus listrik mengalir dalamelektrolt melalui mekanisme perpindahan ion-ion tersebut. Jikajumlah ion yang terdapat dalam tanah banyak maka komponenpembawa aliran listrik semakin banyak dan arus mudah mengalir.Dengan kata lain resistivitas tanah semakin rendah, proses korosisemakin meningkat dan sebaliknya. Survey tahanan jenis(resistivitas) tanah mutlak dilakukan pada tahap awal perencanaanteknis system proteksi katodik.

Tahanan jenis tanah merupakan fungsi dari kandungankelembaban, kandungan garam, jenis garam dan temperature tanah.Secara umum, terdapat pertalian antara tahanan jenis tanah denganlaju korosi. Hal ini disebabkan korosi merupakan suatu fenomenaelektrokimia sehingga semakin rendah tahanan jenis tanah,hambatan sirkuit yang dihasilkan juga semakin kecil. Akibatnya,sel-sel korosi mampu mengalirkan arus korosi dengan lebih mudahdan laju korosi dipercepat. (Arnoux, 2002)



Tabel 2.9 Klasifikasi Resistivitas TanahRentang Resistivitas

(Ohm-Cm)KlasifikasiResistivitas

Antisipasi AktivasiKorosi

0 – 2,000 Rendah Sangat Tinggi2,000 – 10,000 Sedang Tinggi10,000 – 30,000 Tinggi SedangLebih dari 30,000 Sangat Tinggi Rendah

Sumber : A. Sulaiman, Karyanto H. 1992. “Corrosion Control danMonitoring”. Jakarta: Workshop Pertamina

Nilai hasil pengukuran mencerminkan sifat kelistrikan darimedia elektrolit yang mempengaruhi kemampuan arus korosiuntuk mengalirkan melalui media tersebut. Oleh karena itu padaperancangan system proteksi katodik, tujuan dan dai surveyresistivitas tanah adalah untuk mengetahui tingkat kekorosifanmasing-masing lingkungan tanah yang dilalui struktur. Selanjutnyadari nilai tersebut dapat ditentukan tipe sistem proteksi katodikyang akan diaplikasikan, arus perlindungan yang diperlukan,jumlah anoda, dan lokasi pemasangan anoda groundbed. (Parker.1984)

Tujuan survei tahanan jenis tanah dengan menggunakanmetode Wenner adalah :

a. Mengetahui tingkat korosi masing-masing lingkungantanah yang dilalui struktur

b. Menentukan besar densitas arus yang diperlukan padaperhitungan total arus proteksi,

c. Menentukan lokasi penempatan anoda dengan tepat,sehingga diperoleh proteksi yang maksimal terhadapstruktur.

Untuk mendukung survei tahanan jenis tanah makadigunakan peralatan adalah sebagai berikut.

1. Sel aki. Berfungsi memberikan supply arus pada pin2. Kabel tembaga merek Eterna 2.5 mm2 (SNI). Berfungsi

menghubungkan arus dan tegangan antar pin



3. Empat buah pin tembaga dengan dimensi sama. Ujung pinpada kedalaman tertentu tertanam dalam tanah.

4. Multitester. Berfungsi mengukur arus dan tegangan padaelektrolit yang terhubung sistem

Adapun prosedur pengukurannya sebagai berikut:a) Memasukkan empat pin baja ke dalam tanah pada jarak

yang tetap dalam satu garis lurus. Selanjutnya hubungkanmasing-masing pin pada instrumen pengukur sepertigambar berikut:

Gambar 2.33 Konfigurasi metode Werner

Jarak antar pin dapat ditentukan menggunakan meteran.Jarak ini mewakili pengukuran tahanan jenis darikedalaman tanam dengan variasi 2 dan 3 meter.

b) Dua pin terluar merupakan elektrode arus, sedang dua pinpada bagian dalam merupakan elektrode potensial yangmengukur penurunan potensial karena adanya hambatandari elektrolit (tanah) ketika arus AC dilewatkan diantarapin-pin terluar.



c) Mengukur nilai hambatan secara langsung pada instrumenMegger dan menghitung nilai tahanan jenisnya sesuai.

d. Harus diperhatikan bahwa pengukuran yang dilakukandengan cara ini menunjukkan nilai rata-rata tahanan jenistanah pada kedalaman tertentu terkait dengan jarak antarapin-pin yang berdekatan. Kedalaman pin (electrode) tidakboleh melebihi nila a/20.

Hasil survei ini berupa nilai tahanan jenis tanah yangmenggambarkan tingkat korosifitas dari lokasi tanah yang akanmenjadi media elektrolit. Sehingga perencanaan jenis anodatumbal yang digunakan akan menyesuaikan dengan hasil survei ini.

2.23 Densitas ArusNilai densitas arus diperlukan untuk mempolarisasikan

struktur yang dilindungi pada suatu nilai potensial perlindunganproteksi katodik. Densitas arus dalam sistem proteksi katodik aruspaksa merupakan fungsi dari nilai rata-rata tahanan jenis tanahyang diukur. Selanjutnya, nilai ini akan mencerminkan sifatkekorosifan dari tanah. Tipe tanah pada akhirnya akan menentukandensitas arus yang diperlukan.

Tabel 2.10 Klasifikasi Tingkat Denditas ArusTahanan Jenis

Tanah(Ohm-Cm)

TingkatKorosifitas

Densitas ArusProteksi

(mA/ m2)0 – 1000 Sangat korosif 201000 – 5000 Korosif 105000 – 10000 Cukup korosif 5>10000 Kurang korosif 2

Sumber: BS 7361 : Part 1 : 1991 Cathodic Protection Codeof Practice for Land and Marine Application



2.24 OverprotectionPerlindungan berlebih pada struktur baja biasanya tidak

berbahaya, hanya meningkatkan laju konsumsi anoda danpenggunaan daya listrik secara percuma. Pada tingkat yangberlebih menyebabkan terjadinya coating disbondment danhydrogen embrittlement (perapuhan hydrogen), terutama padamaterial High Srength Steel. (Uhlig. 1985)

1. Coating disbondmentPotensial proteksi katodik berlebih menghasilkan gashydrogen. Mekanisme demikian disebut hydrogen over-voltage potensial. Proses ini terbentuk ketika potensialpolarisasi mencapai -1.12 volt (instant off) terhadapelectrode referensi Cu/CuSO4. Gas yang terbentuk seringterperangkap di Antara lapis lindung dengan permukaanlogam dan dapat menyebabkan blistering atau disbandingpada lapis lindung. Selanjutnya elektrolit mengisikesenjangan Antara lapis lindung selaku penyekat listrikmengakibatkan arus proteksi tidak dapat menjangkauluasan yang terpengaruh.

2. Hydrogen embrittlementHydrogen juga dapat dihasilakan dari arus proteksiberlebih yang mengakibatkan menurunnya keuletan baja.Penyerapan ion-ion hidroksil oleh permukaan logamterjadi melalui proses difusi atom-atom hydrogen yangsangat kecil ke dalam Kristal lattice logam atau paduan.Ikatan antar atomnya membentuk gas hydrogen, dimanagelembung-gelembung gas ini merupakan tekanan yangdahsyat. Tekanan yang tinggi akan memutuskan ikatanantar logam untuk menghasilkan internal voids.Berikutnya surface blister akan menurunkan kualitas lapislindung secara cepat (US ACE, 1997)



2. 25 Diagram PourbaixDiagram Pourbaix adalah diagram yang dapat

menunjukkan suatu reaksi korosi yang terjadi secaratermodinamika, atau dapat dikenal juga dengan diagramkesetimbangan E-pH. Diagram ini disusun berdasarkankesetimbangan termodinamika antara logam dengan air dan dapatmenunjukkan kestabilan dari beberapa fasa secara termodinamika.Diagram ini sangat berguna untuk memprediksi reaksi dan produkkorosi dari suatu material pada lingkunagn dengan derajatkeasaman tertentu. Namun, diagram ini tidak dapat menyajikaninformasi untuk laju korosi dari material tersebut. Dalam suatudiagram pourbaix, keadaan suatu logam terbagi 3, yaitu:

1. Imun. Daerah dimana logam berada dalam keadaan amandan terlindungi dari persitiwa korosi.

2. Passive. Daerah dimana logam akan membentuk suatulapisan pasif pada permukaan dan terlindung dari peristiwakorosi.

3. Corrosion. Daerah dimana logam akan mengalamiperistiwa korosi

Diagram potensial-pH atau diagram Pourbaix memetakanfasa-fasa stabil logam dan senyawanya dalam larutan denganpelarut air, yang berada dalam kesetimbangan termodinamika,sebagai fungsi dari potensial elektroda dan pH larutan. Dalamdiagram potensial pH untuk besi terdapat zona korosi, yaitu daerahreaksi pelarutan besi yang terletak dalam daerah asam dan didaerah sempit pada kondisi sangat basa; zona pasif, yaitu daerahterbentuknya selaput tak larut di permukaan logam yangmenghalangi proses korosi lebih lanjut; dan zona kebal, yaitudaerah yang secara termodinamika keadaan sebagai logam adalahfasa paling stabil. Gambar 1 memperlihatkan diagram Pourbaixsederhana untuk besi pada keadaan standar pada suhu 25 0C.



Gambar 2.34 Diagram pourbaix

Kegunaan diagram Pourbaix terutama adalah untukmemperkirakan arah reaksi spontan; komposisi produk korosi; danperubahan lingkungan yang akan mencegah atau menurunkan lajuserangan korosi. Diagram Pourbaix adalah diagram yangmenggambarkan keadaan suatu bahan dengan potensial tertuntudalam derajat keasaman (pH) tertentu. Sumbu vertikal menunjukanpotensial bahan, sedangkan subu horisontal menunjukan pH.Potensial (E) mengacu pada elektroda standar hidrogen yangdihitung dengan menggunakan persamaan Nernst.

..................................... (7)

Dimana:[C]c[D]d adalah hasil reaksi[A]a[B]b adalah reaktanEo adalah potensial reduksi standar



Penelitian mengenai criteria potensial proteksi jugadilakukan oleh Pourbaix pada tahun 1974 dalam jurnalnya yangberjudul “Atlas of Electrochemical Equilibria in AqueousSolutions” Penelitian beliau mengenai korelasi antara PH dan nilaipotensial proteksi. Elektroda standard yang digunakan adalahelektroda hydrogen dan nilai criteria potensial proteksi minimalyang digunakan sebesar -0,59 V SHE atau jika dikonversi menjadi– 0,9 V dengan elektroda Cu/CuSO4. Nilai ini lebih negative -50mV dari hasil eksperimen Kuhn.

Maksud dari grafik pourbaix ini adalah terdapat 3 lokasiyaitu:

1. Pada daerah A (daerah korosi dimana terjadi proses korosipada struktur logam didaerah ini)

2. Pada daerah B (Daerah imun, atau lebih dikenal denganproteksi katodik)

3. Pada daerah C (daerah Passivasi atau daerah proteksianodic)

Maksud dari pourbaix mengatakan bahwa potensial proteksiminimum adalah -0,59 V SHE atau -900 mV CSE adalahmembawa sebuah logam yang semula berada daerah korosi (daerahA) menuju daerah immunity (Daerah B) sehingga proses korosiberhenti. Untuk memudahkan pembacaan maka pourbaixmenyusun sebuah tabel pada suhu 25 oC dan tekanan 1 atm untukPH 1 sampai dengan 14 sebagai berikut:



Tabel 2.11 Tabel Pourbaix (A. Gummow, 2010)Electrolyte

pHOxygen Reduction

Potential (V)Potensial air

(V)Fe2 (V)

1 1.1689 -0.0591 -0.6262 1.1098 -0.1182 -0.623 1.0507 -0.1773 -0.624 0.9916 -0.2364 -0.625 0.9325 -0.2955 -0.626 0.8734 -0.3546 -0.627 0.8143 -0.4137 -0.628 0.7552 -0.4728 -0.629 0.6991 -0.5319 -0.62

10 0.6961 -0.591 -0.6711 0.5579 -0.6501 -0.72912 0.5188 -0.7092 -0.78813 0.4597 -7.683 -0.84714 0.4006 -0.8274 -1.263



Tabel 2.12 Tabel Pourbaix (A. Gummow, 2010)Electrolyte

pHBeda oksigen dan

Iron (V)Beda Air dan

besi (V)1 -1.7949 -0.56692 -1.7298 -0.50183 -1.6707 -0.44274 -1.6116 -0.38365 -1.5525 -0.32456 -1.4934 -0.26547 -1.4343 -0.20638 -1.3752 -0.14729 -1.3161 -0.0881

10 -1.307 -0.07911 -1.3069 -0.078912 -1.3068 -0.078813 -1.3067 -0.078714 -1.6636 -0.4356

Nilai praktis terdapat pada kolom iron immunity potentialdimana untuk setiap pH maka batas minimal sebuah besi masukdaerah imun adalah berdasarkan nilai potensial proteksi yangtertera di kolom tersebut pada skala SHE, Untuk mendapatkan nilaipada skala CSE harus ditambahkan -316 mV. Sebagai contoh padapH 7 di tabel tersebut tertulis nilai -0.62 V SHE maka dikonversimenjadi -0,936 V CSE. (A. Gummow,2010)

Dikarenakan ketidak pastian pada criteria -850 mV onpotential ini, maka banyak perusahaan mengaplikasikan nilai yanglebih negative dari -850 mV dengan variasi -900 mV, -950 mVbahkan sampai -1000 mV. Namun berdasarkan penelitian BrianHoltsbaum dalam sebuah jurnal yang berjudul “Use of HistoricalIR drops for Interpretation of “ON” Potential Criterion” pada tahun2000 menyatakan bahwa nilai variasi tersebut tidak bisamengakomodir nilai criteria minimal negative polarized potentialproteksi berdasarkan criteria NACE point 2. (Zaki.2006)



2.26 Penelitian SebelumnyaPada Penelitian sebelumnya yang dilakukan berkaitan

tentang Proteksi katodik pipa dengan sistem proteksi katodik aruspaksa yang dilakukan oleh Azmi Mahiri dalam Tugas Akhir yangberjudul “Perancangan Sistem Proteksi Katodik Arus Paksa PadaPipa Baja API 5L Grade B Dengan Coating dan Tanpa Coating diDalam Tanah”. Pipa yang ditanam dalam tanah harus memilikipotensial sebesar -850 sampai -1100 mv agar terhindar dari korosieksternal. Apabila pipa yang ditanam memiliki potensial kurangdari nilai tersebut maka perlu dilakukan proteksi katodik untukmencapai nilai tersebut. Pengukuran potensial pipa dapat diketahuidengan menggunakan elektroda referensi Cu/CuSO4 yangdihubungkan ke kutub negatif multimeter dan test point yangdihubungkan ke kutub positif multimeter.

Gambar 2.35 Kebtuhan Arus proteksi (TA)

Pengukuran ini dilakukan agar mengetahui potensial pipake tanah atau potensial pipa sebelum dilakukan proteksi katodik.Dari grafik di atas diketahui pipa yang diberikan coating/ lapisanmembutuhkan lebih sedikit arus dibandingkan dengan pipa tanpalapisan. Pengukuran diameter pipa juga dilakukan, untukmengetahui seberapa besar korosi mengurangi dimensi dari pipa,

051015202530

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19Arus

Pro

teks

i (m

A)

Kebutuhan Arus Proteksi

TanpaCoatingWrapping



setelah diukur maka didapat hasil yang sama seperti sebelum pipaditanam, dapat disimpulkan bahwa pipa setelah 30 hari tidakmengalami perubahan dimensi, hanya pada pipa yang tidakdicoating mengalami korosi yang berada di permukaan pipa.

Pada Penelitian lain yang dilakukan oleh Tubagus Noor R,dkk dalam Jurnal Ilmiah Prosiding Seminar Nasional Fisika (E-Journal) SNF2016 VOLUME V, OKTOBER 2016 berjudul“Perancangan Proteksi Arus Paksa Pada Pipa Baja Api 5l DenganCoating Dan Tanpa Coating Di Dalam Tanah” dapat dilihatbahwa penelitian dilakukan dengan membandingkan variabelcoating yaitu pipa dengan warapping, pipa dengan epoxy 2 lapis,pipa dengan epoxy 1 lapis, dan pipa tanpa coating.

Gambar 2.36 Kebutuahan Arus Proteksi pada Pipa



Dari grafik pada penelitian dapat disimpulkan bahwapengaruh ketebalan coating dapat mempengaruhi besar arusproteksi yang diperlukan untuk memproteksi, pada pipa yangdiberi coating epoxy sebanyak 2 lapis memerlukan arus proteksiyang lebih kecil, sementara pipa yang tidak diberi coatingmemerlukan arus proteksi yang besar. Pada penelitian sebelumnya,niali arus proteksi tidak stabil dikarenakan faktor resistivitas tanahyang berubah setiap harinya. Nilai resistivitas atau kelembabantanah mempengaruhi besar arus proteksi yang digunakan untukmemproteksi pipa, saat resistivitas tanah menurun kondisi tanahmenjadi lebih lembab sehingga memerlukan arus proteksi yanglebih besar, sementara saat resistivitas tanah meningkat ataukelembaban berkurang arus proteksi yang diperlukan akanmenurun.

Penilitian mengenai ICCP ini mengalami perkembangan kearah desain yang disesuaikan dengan keadaan katoda danlingkungan, ini disebabkan pada katoda dan jenis lingkungantertentu maka membutuhkan desain yang berbeda. Pada penilitianini dilakukan desain ICCP pada katoda API 5L grade B denganperbedaan coating dalam kondisi kelembapan tanah yang berbeda.Pada katoda dengan ketebalan coating yang berbeda menujukkanbahwa semakin tebal coating maka arus proteksi yang diperlukanakan menurun, Sementara pada kondisi lingkungan dengankelembapan yang berbeda, semakin tinggi kelembapan tanah makamengakibatkan kebutuhan arus proteksi juga meningkat.Berdasarkan dari hasil penilitian dalam perancangan proteksikatodik arus paksa dapat disimpulkan bahwa:

1. Pengaruh ketebalan coating dapat mempengaruhi besararus proteksi yang diperlukan untuk memproteksi, padapipa yang diberi coating epoxy sebanyak 2 lapismemerlukan arus proteksi yang lebih kecil, sementara pipayang tidak diberi coating memerlukan arus proteksi yangbesar.

2. Nilai resistivitas atau kelembaban tanah mempengaruhibesar arus proteksi yang digunakan untuk memproteksi



pipa, saat resistivitas tanah menurun kondisi tanah menjadilebih lembab sehingga memerlukan arus proteksi yanglebih besar, sementara saat resistivitas tanah meningkatatau kelembaban berkurang arus proteksi yang diperlukanakan menurun.

93

BAB IIIMETODOLOGI PENELITIAN

3.1. Diagram Alir

Gambar 3.1 Diagram Alir


BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.2. BahanBahan yang digunakan pada Perancangan Proteksi Katodik

Arus Paksa pada Pipa Baja API 5L Grade B dengan Coating Primerdan Coating Sekunder di dalam tanah yaitu:

1. Pipa Baja API 5L Grade B2. Anoda Grafit3. Serbuk Grafik4. Coating Primer (Cat dasar besi)5. Coating Sekunder (Cat luar besi)6. Kabel Tembaga

3.3. PeralatanPeralatan yang digunakan pada Perancangan Proteksi

Katodik Arus Paksa Pada Pipa Baja API 5L Grade B denganCoating Primer dan Coating Sekunder di dalam tanah yaitu:

1. Transformator Rectifier2. Electrode Reference Cu//CuSO4

3. Kabel tembaga4. Multitester

3.4. Langkah PerancanganLangkah-langkah yang digunakan untuk mendukung

perancangan tersebut antara lain,1. Pengumpulan data2. Melakukan kriteria desain

Kriteria Desain yang digunakan adalahUmur desain : 2 tahunLimit positif : -850 mVLimit negatif : -1100 mVElecrode Reference : Cu/CuSO4

3. Standart perancanganDesain sistem proteksi katodik arus paksa

mengikuti standart :



NACE Standart SP-0169-2013 Control ofExternal Corrosion of Underground or SubmergedMetallic Piping System

NACE Standart RP-0286-97 Electrical Isolationof Cathodically Protected Pipelines

DNV-RP-B401 Cathodic Protection Design A. W. Peabody, Control of Pipeline Corrosion

(Second Edition), NACE International TheCorrosion Society

4. Pengujian resistivitas tanahPengujian dan pengukuran resistivitas tanah

mengikuti standart ASTM G57 Standart Method for FieldMeasurement of Soil Resistivity Using The Wenner Four– Electrode Methode. Tujuan survei tahanan jenis tanahdengan menggunakan metode Wenner adalah :

a. Mengetahui tingkat korosi masing-masinglingkungan tanah yang dilalui struktur

b. Menentukan besar densitas arus yang diperlukanpada perhitungan total arus proteksi,

c. Menentukan lokasi penempatan anoda dengantepat, sehingga diperoleh proteksi yang maksimalterhadap struktur.

Untuk mendukung survei tahanan jenis tanah makadigunakan peralatan adalah sebagai berikut.

1. Sel aki. Berfungsi memberikan supply arus padapin



Gambar 3.2 Sel Aki

2. Kabel tembaga merek Eterna 2.5 mm2 (SNI).Berfungsi menghubungkan arus dan teganganantar pin

Gambar 3.3 Kabel Tembaga

3. Empat buah pin tembaga dengan dimensi sama.Ujung pin pada kedalaman tertentu tertanamdalam tanah.



Gambar 3.4 Pin Tembaga

4. Multitester. Berfungsi mengukur arus dantegangan pada elektrolit yang terhubung sistem

Gambar 3.5 Multitester

Adapun prosedur pengukurannya sebagai berikut:a) Memasukkan empat pin baja ke dalam tanah pada

jarak yang tetap dalam satu garis lurus.Selanjutnya hubungkan masing-masing pin padainstrumen pengukur seperti gambar berikut:



Gambar 3.6 Pengukuran Resistivitas Tanah

Jarak antar pin dapat ditentukan menggunakanmeteran. Jarak ini mewakili pengukuran tahananjenis dari kedalaman tanam dengan variasi 2 dan 3meter.

b) Dua pin terluar merupakan elektrode arus, sedangdua pin pada bagian dalam merupakan elektrodepotensial yang mengukur penurunan potensialkarena adanya hambatan dari elektrolit (tanah)ketika arus AC dilewatkan diantara pin-pin terluar.

c) Mengukur nilai hambatan secara langsung padainstrumen Megger dan menghitung nilai tahananjenisnya sesuai persamaan berikut:

= 2 . . A. R (3.1)

Dengan := Tahanan Jenis Tanah (Ohm-cm)



= 3.14a = Jarak antar pin (cm)R = Hambatan yang terukur (ohm)

Hasil pengukuran berada di bagian lampiran,sehingga untuk rata-rata dari pengukuran adalah

rata-rata = ⅀ / N (3.2)

Dimana:⅀ = Jumlah hasil pengukuran tahananN = Jumlah pengukuran yang dilakukan

d. Harus diperhatikan bahwa pengukuran yangdilakukan dengan cara ini menunjukkan nilairata-rata tahanan jenis tanah pada kedalamantertentu terkait dengan jarak antara pin-pin yangberdekatan. Kedalaman pin (electrode) tidakboleh melebihi nila a/20.

Hasil survei ini berupa nilai tahanan jenis tanah yangmenggambarkan tingkat korosifitas dari lokasi tanah yangakan menjadi media elektrolit. Sehingga perencanaan jenisanoda tumbal yang digunakan akan menyesuaikan denganhasil survei ini.

5. Pengujian pH tanahPengujian dan pengukuran pH tanah mengikuti

SOP Scientific Engineering Response and AnalyticalServices (SERAS) number 1844 Standart OperationProcedure pH Soil Determination.



Gambar 3.7 Pengukuran pH Tanah

6. Desain proteksi arus paksaUntuk mengetahui arus dan tegangan yang

diperlukan. Maka perhitungan dimulai dengan:1. Luas permukaan struktur yang akan dilindungi

A= π ×D ×L (3.3)

Dengan :D = diameter luar pipa (m)L = panjang pipa (m)π = 3.14A = luas permukaan yang diproteksi (m²)

2. Konduktansi Lapis Pelindung

g= (π ×D)/ω (3.4)

Dengan :g = konduktansi lapis lindung pipa (ohm-m-1)



D = diameter luar pipa (m)ω = tahanan lapis lindung pipa (ohm-m2)π = 3,14

3. Tahanan Pipa

r = Ppipa / (πt (D-t)) (3.5)

Dengan :r = tahanan pipa (ohm-m-1)Ppipa = tahanan spesifik pipa (ohm-m)t = tebal pipa (m)D = diameter luar pipa (m)

4. Konstanta Atenuasi

α= √(r ×g) (3.6)

Dengan :α = konstanta attenuasi (ohm-m-1)r = tahanan pipa (ohm-m-1)g = konduktansi lapis lindung pipa (ohm-m-1)

5. Tahanan Karakteristik Pipa

rp = √(r/g) (3.7)

Dengan :rp = tahanan karakteristik pipa (ohm)r = tahanan pipa (ohm-m-1)g = konduktansi lapis lindung pipa (ohm-m-1)

6. Pergeseran Potensial Pipa

Eo = E cosh α L (3.8)



Dengan :Eo = pergeseran potensial pipa (volt)E = pergeseran potensial pipa minimum (volt)α = konstanta attenuasiL = jarak pipa terproteksi (m)

7. Kebutuhan Arus Proteksi

Io = Eo/rp ×tanh α ×L (3.9)

Dengan :Io = keperluan arus proteksi (Ampere)Eo = pergeseran potensial pipa (volt)rp = tahanan karakteristik pipa (ohm)α = konstanta attenuasi

8. Keperluan Arus DC Minimum

IR ≥Io ×Sf (3.10)

Dengan :IR = keperluan arus DC minimum (ampere)Io = keperluan arus proteksi (ampere)Sf = safety factor (1,25)

9. Berat Anoda

Wo = (Y ×C ×IR)/U (3.11)

Dengan :Wo = berat anoda (Kg)Y = lama proteksi (tahun)C = laju konsumsi anoda (kg/Ampere tahun)IR = keluaran arus DC (ampere)U = faktor guna (80%)



10. Jumlah Anoda yang dibutuhkan= (3.12)

Dengan:n = jumlah anodaWo = berat anoda total (Kg)W = berat anoda standar (Kg)Sf = safety factor (1,25)

11. Tahanan Anoda Tunggalℎ = (ln − 1) (3.13)

Dengan:Rh = tahanan anoda tunggal (ohm)

= resistivitas tanah rata-rata (ohm-m)L = panjang anoda (m)d = diameter anoda (m)

12. Faktor Interferensi Anoda= 1 + (ln 0.66 − ) (3.14)

Dengan :F = Faktor interferensi anoda (volt)Rh = tahanan anoda tunggal (ohm)Sa = jarak pemasangan anodan = jumlah anodaρ = resistivitas tanah

13. Tahanan groundbed

Rn = Rh x F / n (3.15)



Dengan :Rn = tahanan groundbed (ohm)Rh = tahanan anoda individual (ohm)n = jumlah anodaF = faktor interferensi anoda

14. Tegangan yang diperlukan

Vo = IR x (Rn x Sf + rp) + e (3.16)

Dengan:Vo = tegangan yang diperlukan (volt)IR = keluaran arus DC (ampere)Rn = tahanan groundbed (ohm)Sf = safety facorRp = tahanan karakteristik pipa (ohm)e = tegangan dalam (volt)

7. Instalasi peralatana. Preparasi Pipa

Pipa yang digunakan adalah pipa baja API 5L grade B,pengukuran pipa digunakan agar dapat mengetahuiluas permukaan yang akan dilindungi. Daripengukuran didapat panjang sebesar 150cm, diameterpipa sebesar 7.36 cm, dan tebal pipa sebesar 1.05 cm.



Gambar 3.8 Pengukuran Pipa Baja API 5L Grade B

Pipa juga dibersihkan dari pengotor yang menempelagar cat yang akan melapisi pipa dapat merekat denganbaik

Gambar 3.9 Pembersih Pipa dari pengotor

Pipa baja diberikan pengait kabel berupa baut yangdilas pada permukaan pipa, agar pemasangan kabelmenjadi lebih mudah.



Gambar 3.10 Pengait kabel pada pipa baja

b. Pemberian CoatingPipa dibagi menjadi dua, pipa pertama dilapisi oleh catdasar besi (coating primer) sebanyak dua kalipelapisan. Adapun pipa kedua dilapisi dengan catdasar besi dan cat luar besi (coating primer dansekunder). Untuk pipa kedua, pelapisan coating primersebanyak satu lapis kemudian setelah cat primer,diberikan tambahan satu lapis cat sekunder. Sehinggamasing-masing pipa mendapat dua lapis perlindunganpipa dengan variasi tertentu.



Gambar 3.11 Pemberian Coating Primer



Gambar 3.12 Pemberian Coating Ganda (Primer danSekunder)

c. Preparasi anodaAnoda yang digunakan adalah anoda grafit. Dengandimensi anoda adalah panjang 8 cm dan diameter 4 cm



Gambar 3.13 Pengukuran anoda grafit

Bagian atas dari anoda kemudian sedikit dilubangisebagai tempat sambungan kabel, Anoda kemudiandiberikan backfill yang berasal dari serbuk grafit dandiberikan casing yang berasal dari logam.

Gambar 3.14 Anoda yang telah diberi sambungankabel



Gambar 3.15 Anoda yang akan diberikan backfill

d. Instalasi PipaPipa kemudian dikaitkan kabel pada tempat pengaityang sudah dilas pada pipa, kabel yang digunakanadalah kabel tembaga sehingga menghantarkan listrikdengan baik. Agar tidak terjadi kebocoran arus saatpemeroteksian maka sambungan diberi isolator.Isolator ini juga dapat melindungi daerah sambungankabel dari serangan korosi.



Gambar 3.16 Pemberian kabel pada pipa

Kabel yang berasal dari pipa dihubungkan dengankutub negatife dari rectifier, sementara kabel yangberasal dari anoda dihubungkan menuju kutub positifrectifier.

Gambar 3.17 Instalasi sambungan kabel pada Rectifier

e. Penanaman pipa dan grafitPipa dan grafit ditanam di dalam tanah hinggakedalaman sekitar 50 cm dengan jarak anatara grafitdengan pipa adalah 30 cm.



Gambar 3.18 Pipa ditanam di kedalaman 50 cm

f. Pemberian arus proteksiSetelah pipa dan grafit tertanam, rectifier dinyalakandan tegangan dari rectifier diatur hingga pipaterproteksi

Gambar 3.19 Pemberian arus proteksi oleh rectifier

8. Pengujian tegangan proteksiPengujian yang dilakukan adalah menguji apakahtegangan sistem proteksi tersebut sudah masuk kedalamarea proteksi yaitu sekitar -850 mV sampai dengan -1100



mV dengan menggunakan elektrode Cu/CuSO4 sebagaireference.

Gambar 3.20 Pengukuran tegangan proteksi

9. Analisa hasilAnalisa yang dilakukan adalah melihat bagaimanapengaruh lingkungan dalam hal ini resistivitas tanah danpH memengaruhi keperluan arus proteksi. Kemudianmembandingkan dengan teori yang sudah ada.

10. EvaluasiEvaluasi yang dilakukan adalah dengan melihat hasil pipayang telah diberikan proteksi katodik arus paksa selamaselang waktu yang telah ditentukan dan melihat anodayang digunakan dalam proteksi arus paksa. Hal ini dapatmenjadi acuan saat instalasi sistem proteksi katodik aruspaksa berikutnya.

11. KesimpulanSistem proteksi katodik arus paksa pada pipa baja API 5LGrade B dinyatakan berhasil apabila tegangan sistemproteksi tersebut sudah masuk ke dalam area proteksi yangsudah ditentukan dan tidak terjadi kegagalan pada sistemproteksi tersebut dengan memerhatikan factor lingkungan.

115

BAB IVANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Perencanaan Perancangan4.1.1 Kriteria Desain

Perancangan proteksi katodik pada desain dilakukandengan menerapkan kriteria desain, yaitu:

- Umur Desain : 2 tahun- Limit Positif : -850 mV- Limit Negatif: - 1100mV

4.1.2 Standar Desain PerancanganStandar yang digunakan pada Desain mengacu pada:

- NACE RP-B401“Cathodic Protection Design”

- ASTM G-57“Field Measurement of Soil Resistivity using the WennerFour- Electrode Method”

- NACE RP-0177“Mitigation of Alternating Current and Lightning Effectson Metallic Structures and Corrosion Control Systems”

- NACE RP-0169“Standard Practice Control of External Corrosion”

4.2 Pengumpulan Data4.2.1 Data Material

Berikut adalah data spesifik dari material yang dilindung:Material pipa : Baja karbon rendahJenis Pipa : Spiral pipe welding API 5L Grade BPanjang pipa : 1.5 meterDiameter luar : 0.0736 meterTahanan jenis baja : 2.2 x 10-7 Ohm-mTebal dinding : 0.00635 mKedalaman tanam : 0.5 m


BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

Tabel 4.1 Komposisi Kimia Baja API 5L Grade B

C(Max)

Mn(Max)

P(Max)

S(Max)

Ti(Max)

V(Max)

Ni(Max)

0.22 % 1.20% 0.025 % 0.015% 0.04% 0.15% 0.15%

Sumber : Specification for Line Pipe American PetroleumInstitute, 2004

4.2.2 Data AnodaPerancangan sistem proteksi katodik arus paksa ini

menggunakan anoda grafit. Pemilihan grafit sebagai anoda karenanilai consumption rate-nya yang cukup rendah dan merupakansalah satu jenis anoda semi inert yang membuatnya cukup sulitterkorosi dan dapat bertahan dalam jangka waktu yang lamasehingga lebih ekonomis.

Berikut adalah data spesifik dari anoda grafitJenis Anoda : Carbon-graphite (Hot Molded Carbon)Bentuk : TubularDiameter : 4 cmPanjang : 8 cmDensitas : > 1.65 gram/cm3

Berat : 187.983Temperatur : 180 oCLaju konsumsi rata-rata : 0.1 -1.0 kgA-1y-1

4.2.3 Data Lapis LindungPada penelitian ini, pipa yang digunakan ada 2 yaitu pipa

yang dilapisi coating primer (Sintetic enamel) dan pipa yangdilapisi coating primer dan sekunder (Sintetic enamel dan highgloss enamel). Dalam perencanaan, lapis lindung diasumsikanmengalami penurunan kualitas selama masa pakainya.



4.2.4 Data Tanah4.2.4.1 Pengukuran Resistivitas Tanah

Pengukuran resistivitas tanah dilakukan untuk mengetahuiseberapa besar resistansi tanah dalam menghantarkan aliran listrik,hasil pengujian resistivitas tanah dapat mengelompokkan tanahmenjadi beberapa bagian sesuai dengan tingkat korosifitasnya.Pengujian resistivitas tanah dilakukan secara konvensional denganmenggunakan standar ASTM G 57-58 atau lebih dikenal denganWenner Four-Pins Method. Prinsip metode ini adalah memberikansuplai arus AC pada pin pin terluar dan secara simultan mengukurpenurunan tegangan di antara pin-pin bagian dalam akibattimbulnya tahanan pada elektrolit. Pengukuran resistivitas tanahdilakukan dengan kedalaman dan jarak yang berbeda untukmendapatkan nilai tanah yang menyeluruh. Jarak dan kedalamanyang digunakan pada pengukuran ini adalah jarak (a1) 200 cm,kedalaman (d1) 10 cm, dan (a2) 300 cm, (d2) 15 cm. Pengukuranresistivitas tanah dilakukan setiap hari selama 28 hari, kemudiannilai tahanan jenis dihitung sesuai rumus (3.1) dan (3.2)



Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Resistivitas TanahHarike-

Nilai Resistivitas(Ohm.Cm)

Harike-


1 120.233 15 116.4792 125.130 16 116.8233 129.263 17 123.4074 130.385 18 129.7815 131.461 19 144.8436 134.814 20 133.2127 138.103 21 106.8148 125.899 22 125.6839 118.064 23 125.072

10 117.082 24 130.89011 114.740 25 128.43612 119.562 26 125.31013 140.917 27 117.52614 128.112 28 122.156

Rata-rata 125.721

Dengan mengukur resistivitas tanah setiap harinya,kemudian pada hari terakhir didapat seluruh perkembanganresistivitas tanah, bahwa rata-rata resistivitas sebesar 125.721Ohm. Cm dengan mengetahui tahanan jenis tanah tersebut dapatdigolongkan menjadi golongan tanah korosif. Nilai resistivitastanah terbesar terjadi pada hari ke-19 sebesar 144.84 Ohm. Cm dannilai resistivitas tanah terkecil terjadi pada hari ke-20 sebesar 106.8Ohm.Cm. Dengan melihat nilai resistivitas tanah yang ada,perancangan proteksi katodik arus paksa ini setidaknya menjadiacuan apa yang terjadi jika dalam jangka waktu yang lamaperubahan lingkungan berubah-ubah dari musim hujan,pertengahan, sampai kering. Hal tersebut dapat dilihat dariperubahan dan naik turunnya nilai resistivitas tanah dapatmenunjukkan kondisi saat musim hujan, dan perubahan yangfluktuatif atau naik turun menunjukkan kondisi musimpertengahan.



4.2.4.2 Pengukuran pH TanahPengukuran pH tanah dilakukan untuk mengetahui tingkat

keasaman tanah yang dapat mempengaruhii tingkat korosifitas.Metode yang telah diterima secara umum untuk mendaatkankeasaman adalah metode pH. Dalam metode ini keasaman diukurdengan skala 0 hingga 14. Tanah biasanya memiliki pH Antara 5-8. Pada range tersebut secara umum pH bukanlah sebagi variabelutama penyebab korosi. Tanah yang lebih asam akan menyebabkanresiko korosi yang besar pada material konstruksi seperti baja, besimineral, dekomposisi tanaman asam (coniferous tree needles),sampah industry, hujan asam, aktivitas mikrobiologi.

Pengujian pH tanah dilakukan sesuai dengan StandartOperasional Procedure (SOP) Scientific Engineering Response andAnalytical Services (SERAS) number 1844 Standart OperationProcedure pH Soil Determination. Sampel tanah kering diambilsebesar 10gram, kemudian diberi air sebanyak 10 mL. Sampletersebut kemudian diaduk agar tercampur dan dibiarkan sekitar 1jam. Setelah itu sampel tanah diukur dengan pH meter yangsebelumnya telah dikalibrasi dengan larutan buffer (pH 7).Pengujian pH tanah dilakukan setiap hari selama 28 hari agar dapatmengetahui perkembangan kondisi pH tanah. Dari hasil pengujianpH tanah yang terlihat dari grafik dapat dilihat bahwa kondisi pHtanah cenderung stabil dibesaran sekitar 8.22



Tabel 4.3 Hasil pengukuran pHHari Ke- Ph Hari Ke- pH

1 7.9 15 8.32 8.2 16 8.43 8.2 17 84 8.4 18 7.85 8.2 19 7.96 8.5 20 8.27 8.4 21 88 8.1 22 8.39 8 23 8.3

10 8.1 24 8.211 8.3 25 8.412 8.4 26 8.313 8.2 27 8.414 8.4 28 8.4

Rata-rata 8.22

Dari tabel dan grafik dapat dilihat bahwa kondisi pH padalingkungan tersebut fluktuatif diantara pH 7.8 hingga 8.5. Haltersebut disebabkan kondisi tanah cenderung berubah-ubah sesuailingkungannya, namun kondisi tanah yang berada di pH 7.8 hingga8.5 mengindikasikan bahwa kondisi tanah tidak memilikikandungan asam atau basa yang berlebih. Pengaruh pH dalamperancangan ini tidak dapat menjadi suatu acuan apakah pH tanahyang ada mempengaruhi perancangan dan kebutuhan arus yangdiperlukan dalam perancangan proteksi arus paksa.

4.3 Perhitungan DesainPerhitungan desain dilakukan untuk mendapatkan nilai

yang diharapkan dalam pengujian sistem proteksi sehingga ketikadalam perancangan pipa berhasil terproteksi sesuai nilai standar



4.3.1 Luas permukaan yang diproteksiPada pipa yang terpendam dalam tanah, luas permukaan

yang hendak dilindungi adalah luas permukaan pipa yang kontaklangsung dengan tanah. Perhitungan luas permukaan luar dapatdiperoleh dengan melibatkan diameter luar dan keseluruhanpanjang pipa yang dipendam yaitu sepanjang 1.5 metermenggunakan persamaan (3.3) berikut:

Luas permukaan struktur yang akan dilindungiA = π ×D ×L

= 3.14 x 0.0736 m x 1.5 m= 0.346656 m2

DenganD = diameter luar pipa (m)L = panjang pipa (m)π = 3.14A = luas permukaan yang diproteksi (m²)

4.3.2 Konduktansi Lapis Lindung PipaUntuk menentukan konduktansi lapis lindung pipa,

terlebih dahulu diketahui nilai tahanan lapis lindung pipa dimanadisini digunakan coaltar enamel yang menurut bukuhandbook ofcathodic corrosion protection oleh Von Baeckmann dapat diambilrumus perhitungan yang seperti terdapat pada persamaan (3.4)berikut ini :

1. Konduktansi lapis pelindung pada pipa coating primerg = (π ×D)/ω= 3.14 x 0.0736130

= 0.001778 Ohm. m-1



2. Konduktansi lapis pelindung pada pipa coating ganda (primerdan sekunder)

g = (π ×D)/ω= 3.14 x 0.0736750= 0.00031 Ohm. m-1

Dengan :g = konduktansi lapis lindung pipa (ohm-m-1)D = diameter luar pipa (m)ω = tahanan lapis lindung pipa (ohm-m2)π = 3,14

4.3.3 Tahanan PipaDari data yang didasarkan pada buku Peabody, didapatkan

tahanan spesifik pipa yang mempunyai diameter 2.5 inch atau0.0736 meter adalah 0.0586 ohm.meter-1. Dalam menentukantahanan pipa yang akan diproteksi, mengunakan tebal pipa sebesar0.0064 meter. Maka dapat digunakan rumus persamaan (3.5)sebagai berikut

1. Tahanan pipa pada pipa coating primerr = Ppipa / (πt (D-t))= 0.00007923.14 0.0064 (0.0736 − 0.0064)

= 0.0586 Ohm. m-1

2. Tahanan pipa pada pipa coating ganda (primer dan sekunder)r = Ppipa / (πt (D-t))= 0.00007923.14 0.0064 (0.0736 − 0.0064)

= 0.0586 Ohm. m-1



Dengan :r = tahanan pipa (ohm-m-1)Ppipa = tahanan spesifik pipa (ohm-m)t = tebal pipa (m)D = diameter luar pipa (m)

4.3.4 Konstanta AtenuasiBerdasarkan referensi dari buku Examples of design for

cathodic protection system oleh Peabody, didapatkan rumusperhitungan untuk mendapatkan konstanta atenuasi atau kelipatanpertambahan tahanan pipa, dengan menghitung akar dari perkaliantahanan pipa dan konduktansi lapis lindung pipa yang telahdihitung sebelumnya, atau dengan menggunakan persamaan (3.6)yaitu

1. Konstanta Atenuasi pada pipa coating primerα= √(r ×g)= √0.0586 0.001778= 0.01021 ohm-m-1

2. Konstanta Atenuasi pada pipa coating ganda (primer dansekunder)

α= √(r ×g)= √0.0586 0.00031= 0.00425 ohm-m-1

Dengan :α = konstanta atenuasi (ohm-m-1)r = tahanan pipa (ohm-m-1)g = konduktansi lapis lindung pipa (ohm-m-1)



4.2.5 Tahanan Karakteristik PipaUntuk Berdasarkan referensi dari buku Examples of design

for cathodic protection system oleh Peabody, didapatkan rumusperhitungan untuk mendapatkan tahanan pipa yang telah diproteksioleh lapis lindung atau tahanan karakteristik pipa, yang dihitungdengan mengakarkan pembagian tahanan pipa dengan konduktansilapis lindung pipa, atau dapat juga menggunakan rumus persamaan(3.7) yaitu

1. Tahanan karakteristik pipa pada pipa coating primerrp = √(r/g)= 0.05860.001778= 5.7437 Ohm

2. Tahanan karakteristik pipa pada pipa coating ganda (primerdan sekunder)

rp = √(r/g)= 0.05860.00031= 13.8 Ohm

Dengan :rp = tahanan karakteristik pipa (ohm)r = tahanan pipa (ohm-m-1)g = konduktansi lapis lindung pipa (ohm-m-1)

4.2.6 Pergeseran Potensial PipaBerdasarkan referensi dari buku Examples of design for

cathodic protection system oleh Peabody pada halaman 15,didapatkan rumus perhitungan untuk mendapatkan potensialperlindungan pipa dari sistem anoda sampai ujung pipa yang telahdirencanakan akan diproteksi, dengan memasukkan potensial



proteksi minimal yaitu -0,85 volt, lalu dimasukkan juga jarak yangakan dihitung yang telah dikalikan dengan konstanta attenuasi yangtelah dihitung sebelumnya, dan dapat pula menggunakan rumuspersamaan (3.8) yaitu

Pergeseran Potensial PipaEo = E cosh α L

= 0.45 x (cosh 0.01021) x 1.5= 0.675 Volt

Dengan :Eo = pergeseran potensial pipa (volt)E = pergeseran potensial pipa minimum (volt)α = konstanta attenuasiL = jarak pipa terproteksi (m)

4.3.7 Kebutuhan Arus ProteksiBerdasarkan buku Examples of design for cathodic

protection system oleh Peabody chapter 11, dapat dihitungkebutuhan arus awal yang diperlukan untuk melindungi pipa dariserangan korosi, dengan membagi pergeseran potensial pipadengan tahanan karakteristik pipa, yang dapat ditentukan melaluipersamaan (3.9) dibawah ini:

1. Kebutuhan arus proteksi pada pipa coating primerIo = Eo/rp ×tanh α ×L= 0.675 (tanh 0.01021) 1.55.7437

= 0.0018 A= 1.80 mA



2. Kebutuhan arus proteksi pada pipa coating ganda (primer dansekunder)

Io = Eo/rp ×tanh α ×L= 0.675 (tanh 0.00425) 1.513.8= 0.00031 A= 0.31 mA

Dengan :Io = keperluan arus proteksi (Ampere)Eo = pergeseran potensial pipa (volt)rp = tahanan karakteristik pipa (ohm)α = konstanta attenuasi

4.3.8 Keperluan Arus DC minimumDari referensi buku Corrosion oleh L.L.Shreir didapatkan

perumusan untuk menentukan berapa arus searah (DC) minimumyang dibutuhkan untuk memproteksi pipa. Sebelumnya harusdiketahui dulu kebutuhan arus proteksi (Io) yaitu 0,17 ampere danmemasukkan safety fakto, maka dapat digunakan pula perhitunganpada persamaan (3.10) yaitu

1. Keperluan arus DC minimum pada pipa coating primerIR ≥ Io × SfIR ≥ 0.0018 x 1.25IR ≥ 0.00225 A = 2.25 mA

2. Keperluan arus DC minimum pada pipa coating ganda (primerdan sekunder)

IR ≥ Io × SfIR ≥ 0.00031 x 1.25IR ≥ 0.00039 A = 0.39 mA



Dengan :IR = keperluan arus DC minimum (ampere)Io = keperluan arus proteksi (ampere)Sf = safety factor (1,25)

Dalam sistem proteksi katodik arus paksa, densitas arusmerupakan fungsi dari nilai tahanan jenis tanah rata-rata hasilpengukuran. Nilai tersebut disesuaikan dengan tingkat kekorosifantanah yang dilalui pipa. Tipe tanah ini selanjutnya menentukandensitas arus yang dibutuhkan untuk mempolarisasikan pipa padasuatu nilai potensial perlindungan.

4.3.9 Berat AnodaDengan memasukkan desain lama proteksi yaitu 20 tahun,

laju konsumsi anoda yang terdapat pada buku peabody halaman169 dan arus IR yang digunakan, maka dapat ditentukan beratanoda yang dibutuhkan. Dari rumus yang didasarkan pada bukuCathodic Protection oleh Uhlig halaman 1072 didapatkanperumusan untuk mendapatkan total berat anoda yang dibutuhkanuntuk melindungi struktur selama waktu desain, yang dapatdihitung menggunakan persamaan (3.11) berikut ini.

1. Berat Anoda pada pipa coating primerWo = (Y ×C ×IR)/U= 2 1 0.0022580%

= 0.0056 kg= 5.6 gram

2. Berat Anoda pada pipa coating ganda (primer dan sekunder)Wo = (Y ×C ×IR)/U= 2 1 0.0003980%

= 0.001 kg= 1 gram



Dengan :Wo = berat anoda (Kg)Y = lama proteksi (tahun)C = laju konsumsi anoda (kg/Ampere tahun)IR = keluaran arus DC (ampere)U = faktor guna (80%)

Faktor guna untuk mengidentifikasikan fungsi anodadiasumsikan hanya digunakan sebesar 80 % dari total berat anoda.Dengan tujuan agar rancangan lebih aman dimana arus proteksianoda memenuhi kebutuhan proteksi selama waktu desain.

4.3.10 Jumlah Anoda yang DibutuhkanSetelah mendapatkan berat anoda total yang dibutuhkan,

untuk menentukan jumlah anoda yang sesuai dan mencukupi untukdilakukan proteksi katodik arus paksa pada pipa, terlebih dahuluharus diketahui berat 1 buah anoda yaitu 0.18 Kg dan safety factoryang digunakan adalah 1,25. Untuk mendapatkan jumlah anodayang dibutuhkan dapat menggunakan perhitungan persamaan(3.12) berikut ini.

1. Jumlah anoda yang dibutuhkan pada pipa coating primer== 0.00560.18 1.25= 0.039 1 buah

2. Jumlah anoda yang dibutuhkan pada pipa coating ganda(primer dan sekunder)== 0.0010.18 1.25

= 0.007 1 buah



Dengan:n = jumlah anodaWo = berat anoda total (Kg)W = berat anoda standar (Kg)Sf = safety factor (1,25)

4.3.11 Tahanan Anoda TunggalUntuk mencari nilai tahanan 1 buah anoda terlebih dahulu

harus diketahui resistifitas tanah di daerah pipa ditanam, panjangdan diameter anoda yang digunakan dalam perancangan. Untukmendapatkan besar tahanan anoda tunggal dapat dihitung denganmenggunakan persamaan (3.13) berikut.ℎ = (ln − 1)= 1.262 3.14 x 0.08 (ln 4 0.080.04 − 1)

= 2.71 Ohm

Dengan:Rh = tahanan anoda tunggal (ohm)

= resistivitas tanah rata-rata (ohm-m)L = panjang anoda (m)d = diameter anoda (m)

4.3.12 Faktor Interferensi AnodaUntuk mendapatkan besaran faktor interferensi anoda,

harus diketahui resistivitas tanah, jarak pemasangan anoda dantahanan anoda tunggal yang telah dihitung diatas serta jumlahanoda yang digunakan. Berdasarkan buku Examples of design forcathodic protection system oleh Peabody pada halaman 134 dapatdihitung faktor interferensi anoda yang tertuang dalam persamaan(3.14) berikut ini.



= 1 + (ln 0.66 − ) (3.14)

Dengan :F = Faktor interferensi anoda (volt)Rh = tahanan anoda tunggal (ohm)Sa = jarak pemasangan anodan = jumlah anodaρ = resistivitas tanah

Karena dalam perancangan ini hanya dibutuhkan 1 buah anodadalam tiap-tiap sistem, maka perhitungan faktor interfensi anodatidak digunakan.

Pada metode arus paksa, anoda tidak dipilih dari logamdengan potensial elektrode (emf) lebih negatif dari logam yangdilindungi, tetapi justru dipilih dari logam dengan potensialelektrode sama dengan material pipa atau justru yang lebih positif.Meskipun potensial elektrode anoda High Silicon Cast Iron samadengan potensial pipa baja, elektron tetap mengalir dari anodamenuju pipa karena dipaksa oleh arus searah (DC) yang diperolehdari transformer rectifier. Dengan demikian suatu struktur yangmemiliki luasan besar dapat dilindungi oleh sebuah anoda tunggaldan karena tegangan dorong yang dimiliki tinggi, anoda dapatditempatkan jauh dari struktur.

4.3.13 Tahanan groundbedUntuk menghitung besaran tahanan pada lokasi groundbed

yang terdapat anoda terpasang, harus diketahui tahanan anodatunggal dan faktor interferensi anoda yang telah dihitung diatas.Untuk mendapatkan nilai tahanan groundbed maka digunakanrumus persamaan (3.15) berikut iniKarena factor interferensi anoda diabaikan maka:

Rn = Rh x F / n= 2.707 / 1= 2.707 ohm



Dengan :Rn = tahanan groundbed (ohm)Rh = tahanan anoda individual (ohm)n = jumlah anodaF = faktor interferensi anoda

4.3.14 Tegangan yang diperlukanUntuk menentukan tegangan yang diperlukan dari

transformer rectifier maka dapat dihitung dengan memasukkanbesar arus IR, tahanan groundbed, tahanan karakteristikpipa serta tegangan dalam yang dimiliki transformer rectifier.Penghitungan tegangan yang diperlukan dari transformer rectifierdapat menggunakan persamaan (3.16) berikut

1. Tegangan yang diperlukan pada pipa coating primerVo = IR (Rn . Sf + rp) + e

= 0.0018 (2.707 x 1.25 + 5.74) + 2.5= 2.516 Volt

2. Tegangan yang diperlukan pada pipa coating ganda (primerdan sekunder)

Vo = IR (Rn . Sf + rp) + e= 0.00031 (2.707 x 1,25 + 13.8) + 2.5= 2.505 Volt

Dengan :Vo = tegangan yang diperlukan (volt)IR = keluaran arus DC (ampere)Rn = tahanan grounbed (ohm)Sf3 = safety factorRp = tahanan karakteristik pipa (ohm)e = tegangan dalam (volt)



4.4 Perhitungan Arus dan PotensialPengujian arus dan tegangan proteksi dilakukan untuk

mengetahui apakah tegangan dan arus sistem proteksi yangdikeluarkan oleh rectifier sudah memproteksi pipa kedalam areaproteksi yaitu sekitar -850 mV sampai -1100mV denganmenggunakan electrode Cu/CuSO4 sebagai reference. Pengujiandilakukan dengan membuat test point yang berasal dari rangkaianpararel sistem proteksi, test point yang berasal dari kabel yangterhubung dengan pipa kemudian dihubungkan dengan multimeteryang telah disambung dengan electrode reference Cu/CuSO4 dankedalam tanah sehingga tegangan dapat diukur dan terbaca dimultimeter. Sebelum proteksi arus paksa dilakukan pipa yang telahditanam di dalam tanah dilakukan pengukuran potensial pipa untukmengetahui seberapa besar potensial pipa yang telah ditanam dansebelum diberi proteksi arus paksa.

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Potensial Pipa Sebelum ProteksiJenis Pipa Potensial Pipa (mV)Pipa dengan Coating Primer -701Pipa dengan Coating Sekunder -596

Gambar 4.1 Pengukuran potensial awal pipa sebelum diberi arusproteksi



Untuk mengetahui tegangan yang dikeluarkan dari rectifierdapat dibaca langsung pada display rectifier dengan satuan Volt(V), sementara untuk membaca arus yang keluar kabel yang berasaldari kutub positif rectifier dihubungkan dengan multimeter secaraseri sehingga arus yang keluar dari rectifier dapat terbaca hinggasatuan miliamper (mA). Pengujian tersebut dilakukan dandikontrol setiap hari selama 28 hari. Dimana dalam setiap hariperkembangan proteksi dilakukan dengan mengontrol tegangandan arus yang diperlukan untuk memproteksi pipa sehingga tidakterjadi over proteksi atau kurang proteksi.

Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Arus Proteksi PipaCoating Primer

HariKe-

Arus Proteksi(mA)

HariKe-

Arus Proteksi(mA)

1 3.12 15 1.982 1.03 16 1.673 1.03 17 1.654 1.05 18 1.445 1.40 19 1.466 1.43 20 1.527 1.67 21 1.528 1.90 22 1.539 1.22 23 1.66

10 1.41 24 1.8611 1.59 25 2.4312 1.60 26 2.8813 1.65 27 2.5514 1.67 28 2.56

Rata-rata 1.73



Tabel 4.6 Hasil Pengukuran Arus Proteksi PipaCoating Ganda (Primer dan Sekunder)

HariKe-

Arus Proteksi(mA)

HariKe-

Arus Proteksi(mA)

1 1.17 15 0.312 0.4 16 0.293 0.4 17 0.284 0.36 18 0.265 0.34 19 0.256 0.32 20 0.247 0.32 21 0.218 0.34 22 0.339 0.30 23 0.51

10 0.30 24 0.4211 0.32 25 0.4412 0.31 26 0.4413 0.33 27 0.4614 0.33 28 0.43

Rata-rata 0.37

Gambar 4.2 Grafik Kebutuhan Arus Proteksi Pipa



Dari tabel pengujian di atas dapat diketahui bahwapengaruh coating sangat mempengaruhi arus yang dibutuhkanuntuk memproteksi pipa. Pada pipa yang dicoating primermembutuhkan arus yang lebih besar dibandingkan dengan pipayang dicoating ganda (Primer dan Sekunder).

Pada hari pertama penanaman pipa, kedua pipamembutuhkan arus yang lebih besar yaitu pada pipa coating primersebesar 3.12 mA dan pipa coating ganda (primer dan sekunder)sebesar 1.17 mA. Dari data hari pertama menunjukkan bahwa pipadengan lapisan cat primer membutuhkan arus proteksi lebih besardibandingkan dengan pipa dengan lapisan cat ganda (primer dansekunder). Pada hari ke-2 sampai hari ke-5 kebutuhan arus proteksikedua pipa mengalami penurunan. Pada hari ke-6 sampai ke-8kebutuhan arus proteksi mengalami peningkatan. Sedangkan padahari ke- 9 menurun dan hari ke-10 sampai ke-15 kebutuhan arusproteksi cenderung meningkat. Pada hari ke-16 sampai ke-20kebutuhan arus proteksi mengalami penurunan dikarenakan nilairesistivitas tanah meningkat. Hari ke-21 sampai ke-28 meningkatsecara bertahap.

Kenaikan kebutuhan arus terbesar pada pipa coatingprimer terjadi pada hari ke-25 dimana kebutuhan arus sebesar 0.57mA dari kebutuhan arus hari sebelumnya. Kenaikan kebutuhanarus terbesar pada pipa coating sekunder hari ke-23 sebesar 0.18mA dari kebutuhan arus hari sebelumnya. Seiring berjalannyawaktu pipa dengan coating primer mengalami perubahan kenaikankebutuhan arus proteksi. Hal ini bisa dikarenakan karena lapisanyang melekat pada pipa mulai terkelupas sehingga memerlukanlebih banyak arus untuk memeroteksi pipa dari korosi. Hal berbedadengan pipa coating ganda. Seiring berjalannya waktu, perubahankebutuhan arus tidak terlalu signifikan dikarenakan lapisan yangmelekat pada pipa masih dalam kondisi yang baik.

Hal ini disebabkan karena nilai resistivitas tanah yangrendah sehingga diperlukan arus yang lebih besar untukmemeroteksi pipa dari serangan korosi.



Tabel 4.7 Hasil Pengukuran Tegangan Proteksi PipaCoating Primer

HariKe-

TeganganProteksi (mV)

HariKe-


1 -1057 15 -9082 -1012 16 -9263 -1023 17 -9024 -1087 18 -9625 -1073 19 -9156 -1098 20 -9117 -1043 21 -9008 -997 22 -9049 -1097 23 -879

10 -1037 24 -85211 -1012 25 -85312 -1018 26 -86913 -1003 27 -89614 -954 28 -855

Rata-rata -972



Tabel 4.8 Hasil Pengukuran Tegangan Proteksi PipaCoating Ganda (Primer dan Sekunder)

HariKe-


HariKe-


1 -878 15 -8762 -1069 16 -8723 -1063 17 -8544 -1056 18 -8985 -1049 19 -8776 -1016 20 -8747 -1015 21 -8678 -1010 22 -8529 -1041 23 -861

10 -1013 24 -85711 -983 25 -87812 -963 26 -86413 -925 27 -85714 -880 28 -853

Rata-rata -932

Gambar 4.3 Grafik Potensial Proteksi Pipa



Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa pemasangan pipaawal memiliki range proteksi yang diharuskan yaitu -850 mVhingga -1100 mV. Setelah pipa tersebut diberi arus proteksi, arusyang diberikan lebih tinggi dibandingkan dengan keperluan arusproteksi seharusnya. Namun seiring berjalan waktu danpengontrolan arus yang dilakukan pipa coating dapat terus terjagapada range proteksi.

Tabel 4.9 Hasil Pengukuran Potensial Pipa Setalah ProteksiJenis Pipa Potensial Pipa (mV)

Pipa dengan Coating Primer -610Pipa dengan Coating Sekunder -678

Gambar 4.4 Pengukuran potensial akhir pipa sebelum diberi arusproteksi

4. 5 Hasil ProteksiSetelah 28 hari, pipa yang telah ditanam dan diberi proteksi

arus paksa diangkat untuk mengetahui kondisi pipa.



Gam

bar

4.5

Pipa

den

gan

coat

ing

Prim

er s

etel

ah 2

8 ha

ri p

embe

rian

aru

s pr

otek

si



Gam

bar 4.6 Pipa dengan coating Primer dan Sekunder setelah 28 hari pem

berian arus proteksi



Gam

bar

4.7

Perm

ukaa

n pi

pa c

oati

ng p

rim

er s

etel

ah 2

8 ha

ri



Gam

bar 4.8Perm

ukaan pipa coating primer

dan sekundersetelah 28 hari



Pada pipa dengan coating primer, permukaan pipamengalami kerusakan berupa terkelupasnya lapisan coating padapermukaan pipa. Sedangkan pada pipa dengan coating ganda(primer dan sekunder) kondisi lapisan coating cenderung masihbaik hanya terkelupas pada beberapa titik.

Pada daerah sambungan mur atau lasan. Korosi atau karatterjadi pada pipa coating primer saja. Sedangkan pada pipa dengancoating ganda (primer dan sekunder) daerah lasan cenderung lebihterlindungi. Hal tersebut dapat terjadi karena pipa yang dibericoatingganda mempunyai daya rekat yang lebih baik dibandingkandengan pipa coating primer.



Gam

bar 4.9 Sambungan lasan pada pipa coating prim

er



Gam

bar

4.10

Sam

bung

an la

san

pada

pip

a co

atin

g pr

imer

dan

sek

unde

r



Gambar 4.11 Anoda grafit pada pipa coating primer



Gambar 4.12 Anoda grafit pada pipa coating primer dan sekunder



Setelah 28 hari, anoda yang ditanam juga diambil untukmengetahui perubahan-perubahan apa yang terjadi pada anodagrafit. Pada gambar dapat dilihat bahwa anoda yang digunakanpada pipa coating primer mengalami peruahan warna di beberapatitik permukaan. Anoda grafit tersebut terdapat bercak warnakecoklatan seperti karat lebih banyak di permukaannya. Hal initerjadi karena pada pipa coating primer sangan memerlukan arusproteksi lebih besar disbanding dengan pipa coating ganda, dimanakebutuhan elektron elektron untuk proteksi pipa berasal dari anodagrafit. Sementara pada anoda grafit yang digunakan papa coatingganda mengalami perubahan warna tidak sebnayak di permukaananoda coating primer. Hal tersebut disebabkan karenaperlindungan coating ganda lebih efektif untuk melindungi pipasehingga kebutuhan elektron dari anoda tidak terlalu signifikan.

Dalam proteksi katodik arus paksa penggunaan coatingtidak hanya mengurangi kebutuhan arus proteksi namun dapatmembantu proteksi pipa secara signifikan, sehingga pipa yangditanam dalam tanah sebaiknya diberikan coating terlebih dahulu,hal tersebut akan membuat permukaan pipa tidak mengalamikontak langsung dengan lingkungan dalam hal ini adalah tanah.

4.6 Faktor yang Memengaruhi Kebutuhan Arus ProteksiReaksi korosi terjadi karena adanya daerah-daerah anodic

dan katodik dipermukaan logam yang membentuk korosi. Faktoryang mempengaruhi proses korosi baja dalam tanah terutamaadalah sifat fisik dan kimia dari tanah maupun komponen lain.Beberapa faktor penting tersebut diantaranya:

1. Keasaman (pH) TanahPada range tersebut secara umum pH bukanlah sebagai

variabel utama penyebab korosi. Tanah yang lebih asamakan menyebabkan resiko korosi yang besar pada materialkonstruksi seperti baja, besi mineral, dekomposisi tanamanasam (coniferous tree needles), sampah industry, hujanasam, aktivitas mikrobiologi. Air adalah molekul netraldengan dua atom hydrogen yang digabungkan dengan



sebuah atom oksigen dan molekul ini terdisiosasi menjadisebuah ion hydrogen dan sebuah ion hydrogen dan sebuahion hidroksil.

Faktor yang sama dengan sifat-sifat asam adalahadanya ion-ion hydrogen sedangkan basa dihubungkandengan adanya ion-ion hidroksil. Air memiliki kuantitasion hydrogen dan ion hidroksil yang sama sehingga airbersifat netral. Metode yang telah diterima secara umumuntuk mendapatkan keasaman adalah metode pH. Dalammetode ini keasaman diukur dengan skala 0 hingga 14. pHbernilai 0 sampai 7 akan bersifat asam sedangkan pHdengan nilai 7 sampai 14 akan bersifat basa.

Pada penelitian ini, tanah memiliki pH Antara 7.8sampai 8.5. Hal tersebut disebabkan kondisi tanahcenderung berubah-ubah sesuai lingkungannya, namunkondisi tanah yang berada di pH 7.8 hingga 8.5mengindikasikan bahwa kondisi tanah tidak memilikikandungan asam atau basa yang berlebih. Pengaruh pHdalam perancangan ini tidak dapat menjadi suatu acuanapakah pH tanah yang ada mempengaruhi perancangandan kebutuhan arus yang diperlukan dalam perancanganproteksi arus paksa.

2. Resisitivitas TanahResistivitas suatu jenis tanah adalah kemampuan tanah

tersebut untuk menghambat aliran listrik. Jika resistivitastanah rendah maka arus listrik semakin mudah mengalirbegitu juga sebaliknya. Tanah mempunyai karakterkimiawi dan fisik yang bervariasi dan dapatmempengaruhi tingkat korosi pada logam. Pada umumnyatanah mengandung empat unsur utama, yaitu bahanmineral, bahan organic air dan udara. Karakteristik tanahyang berpengaruh terhadap tingkat korosi yang dihasilkanadalah resistivitas tanah.



Resistivitas jenis suatu tanah ditentukan oleh jumlahion dalam tanah sebagai elektrolit karena arus listrikmengalir dalam elektrolt melalui mekanisme perpindahanion-ion tersebut. Jika jumlah ion yang terdapat dalam tanahbanyak maka komponen pembawa aliran listrik semakinbanyak dan arus mudah mengalir. Dengan kata lainresistivitas tanah semakin rendah, proses korosi semakinmeningkat dan sebaliknya. Survey tahanan jenis(resistivitas) tanah mutlak dilakukan pada tahap awalperencanaan teknis system proteksi katodik.

Tahanan jenis tanah merupakan fungsi dari kandungankelembaban, kandungan garam, jenis garam dantemperature tanah. Secara umum, terdapat pertalian antaratahanan jenis tanah dengan laju korosi. Hal ini disebabkankorosi merupakan suatu fenomena elektrokimia sehinggasemakin rendah tahanan jenis tanah, hambatan sirkuit yangdihasilkan juga semakin kecil. Akibatnya, sel-sel korosimampu mengalirkan arus korosi dengan lebih mudah danlaju korosi dipercepat. (Arnoux, 2002)

Dalam penelitian ini, tanah tergolong memiliki nilairesisitivitas berkisar 126 Ohm.Cm sehingga tergolongrendah maka bersifat sangat korosif. Nilai resistivitas tanahterbesar terjadi pada hari ke-19 sebesar 144.84 Ohm. Cmdan nilai resistivitas tanah terkecil terjadi pada hari ke-20sebesar 106.8 Ohm.Cm.

Kenaikan kebutuhan arus terbesar pada pipa coatingprimer terjadi pada hari ke-25 dimana kebutuhan arussebesar 0.57 mA dari kebutuhan arus hari sebelumnya.Kenaikan kebutuhan arus terbesar pada pipa coatingsekunder hari ke-23 sebesar 0.18 mA dari kebutuhan arushari sebelumnya. Hal ini disebabkan karena nilairesistivitas tanah yang rendah sehingga diperlukan arusyang lebih besar untuk memeroteksi pipa dari serangankorosi.



3. Lapisan CoatingLapisan pelindung merupakan lapisan film koontinyu darimaterial penyekat listrik di atas permukaan logam yangdiproteksi. Material ini mengisolasi logam dari kontaklangsung dengan elektrolit di sekelilingnya (mencegahelektrolit terhubung dengan logam) sekaligus sebagaipenghalang yang memberikan hambatan listrik tinggisehingga reaksi-reaksi elektrokimia tidak dapat terjadi.Fungsi primer lapis lindung pada pipa yang terproteksikatodik adalah mengurangi luasan permukaan logam yangterekspos pada pipa sehingga arus proteksi katodik yangdiperlukan untuk melindungi logam dapat dikurang.(Peabody, 2001)

Coating adalah sebuah penutup yang diterapkanpada permukaan suatu benda, biasanya disebut sebagaisubstrat. Tujuan dari menerapkan lapisan yaitu dekoratif,fungsional, atau keduanya. Lapisan dapat berupa lapisanall over, meliputi substrat, atau hanya menutupi bagiansubstrat. Lapisan fungsional dapat diterapkan untukmengubah sifat permukaan substrat, seperti adhesi,wetability, ketahanan korosi, atau ketahanan aus. Sebagaicontoh pembuatan perangkat semikonduktor, lapisanmenambahkan properti benar-benar baru seperti responmagnetik atau konduktivitas listrik dan merupakan bagianpenting dari produk. Banyak proses pelapisan industrimeliputi aplikasi film tipis bahan fungsional untuksubstrat, seperti kertas, kain, film, atau foil.

Pada penelitian ini, coating primer diterapkanlangsung ke permukaan baja yang telah dibersihkan.Tujuannya adalah untuk membasahi permukaan dan untukmenyediakan adhesi yang baik untuk dilakukan coatingselanjutnya. dalam kasus primer untuk permukaan baja, inijuga biasanya diperlukan untuk memberikan inhibisikorosi. (National Corrosion Service. 2000)



Sedangkan pada pipa yang lain diberikantambahan lapisan cat sekunder. Sebuah cat lapisansekunder adalah lapisan pelindung tambahan yangditerapkan pada permukaan rawan korosi untukmemulihkan kegagalan potensi lapisan primer. Inimemberikan lapisan kedap air untuk kapal yang diberikanuntuk mencegah pencemaran lingkungan atau tumpahan.Disebut juga sebagai body coat untuk menambah tebal danketahanan. Formulasi intermediate sangat penting,utamanya untuk meningkatkan ketebalan yang dapatmeningkatakan sifat-sifat utama dari coating. Body coat iniharus menempel kuat pada primer dan juga pada top coat.

Kenaikan kebutuhan arus terbesar pada pipacoating primer terjadi pada hari ke-25 dimana kebutuhanarus sebesar 0.57 mA dari kebutuhan arus harisebelumnya. Kenaikan kebutuhan arus terbesar pada pipacoating sekunder hari ke-23 sebesar 0.18 mA darikebutuhan arus hari sebelumnya. Seiring berjalannyawaktu pipa dengan coating primer mengalami perubahankenaikan kebutuhan arus proteksi. Hal ini bisa dikarenakankarena lapisan yang melekat pada pipa mulai terkelupassehingga memerlukan lebih banyak arus untukmemeroteksi pipa dari korosi. Hal berbeda dengan pipacoating ganda. seiring berjalannya waktu, perubahankebutuhan arus tidak terlalu signifikan dikarenakan lapisanyang melekat pada pipa masih dalam kondisi yang baik.

153

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KesimpulanKesimpulan dari perancangan sistem proteksi arus paksa

pada pipa baja API 5L Grade B dengan coating Primer dan coatingSekunder di dalam tanah adalah

1. Pada perancangan sistem proteksi katodik arus paksakebutuhan arus proteksi untuk pipa yang dilapisi cat primerdidapatkan 1.8 mA, sementara pada pipa yang dilapisi catganda (primer dan sekunder) sebesar 0.31 mA

2. Kebutuhan arus proteksi pada pipa yang dilapisi cat ganda(primer dan sekunder) lebih kecil dibandingkan denganpipa yang dilapisi cat primer. Pada penelitian ini, rata-ratakebutuhan arus proteksi pada pipa yang dilapisi cat primeradala 1.73 mA, sementara pada pipa yang dilapisi catganda (primer dan sekunder) sebesar 0.37 mA

3. Lapisan coating dan perubahan lingkungan mempengaruhikebutuhan arus proteksi yang digunakan.

5.2 SaranSaran yang penulis berikan setelah proses perancangan

proteksi katodik adalah1. Pengujian resistivitas tanah sebaiknya dilakukan pada

seluruh titik daerah penelitian2. Transformator Rectifier yang digunakan hendaknya

disesuaikan dengan standar


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN


xxiii

DAFTAR PUSTAKA

A.Sulaiman, Karyanto H.1992. Corrosion control and Monitoring,Jakarta: Workshop Pertamina.

ASTM. 2001. United States of America Patent No. G57 StandardMethod for Field Measurement of Soil Resistivity Using theWenner Four - Electrode Method.

Fontana, Mars G. 1987. CORROSION ENGINEERINGINTERNATIONAL EDITION. Singapore: McGraw-Hill

Labolatory, B. 2013. Corrosion and Cathodic Protection. Denver:Bureau of Reclamation Materials Engineering ResearchLabolatory, Denver Federal Center

Mars, G. Fontana. Corrosion Engineering, 3rd edition.1967. NewYork: Mc Graw-Hill Book Company.

Marshall E.Parker, Edward G. Peatie. Pipe-line Corrosion danCathodic Protection, 3rd edition 1984. Texas: GulfPublishing Company.

McCoy, J. E. Juni 1970 "Corrosion Control by CathodicProtection". Transactions of the Institute of MarineEngineering, Vol. 82, No 6: 82-86.

NACE. 1997. Houston, TX Patent No. RP-0268-97 ElectricalIsolation of Cathodically Protected Pipelines

NACE. 2012. Houston, TX Patent No. TM0457- 2012Measurement Techniques Related to Criteria for CathodicProtection on Underground or Submerged Metallic PipingSystems

NACE. 2013. Houston, TX Patent No. SP0169- 2013 Control ofExternal Corrosion of Underground or SubmergedMetallic Piping System.

NACE Standard RP0169-2002, Control of External Corrosion OfUnderground or Submerged Metallic Piping System,Houston, TX: NACE.

Pasaribu, L. 2011. Studi Analisis Pengaruh Jenis Tanah,Kelembaban, Temperatur, dan Kadar Garam Terhadap

xxiv

Tahanan Pertanahan Tanah. Depok: UniversitasIndonesia.

Peabody, A. 2001. Control of Pipeline Corrosion, Second Edition.Texas: NACE International.

Roberge, Pierre R. 2009. CORROSION ENGINEERINGPRINCIPLES AND PRACTICES. USA: McGraw-Hill

Roberge, Pierre R. 1999. Handbook of Corrosion EngineeringNew York: Mc Graw-Hill Book Company

Schweitzer, Phillip A. Corrosion Resistant Piping Systems. 2010.New York: Mc Graw-Hill Book Company.

Shobah, M. Nurus. 2014. Pengaruh Goresan Lapis Lindung danSalinitas Air Laut Terhadap Arus Proteksi SistemImpressed Current Cathodic Protection (ICCP) pada PipaAPI 5L Grade B,” Tugas Akhir Jurusan Teknik Materialdan Metalurgi, Fakultas Teknologi Industri, InstitutTeknologi Sepuluh Nopember Surabaya.

Shreir, L. L, R. A. Jarman, G. T. Burstein. Corrosion Control, Vol.2. 1994. Oxford: Butter Worth–Heinemann Ltd.

Sulistijono. Diktat Kuliah Korosi, 1999. Surabaya: FakultasTeknologi Industri ITS

Trethewey, K.R. dan J. Chamberlain. 1991. Korosi untukMahasiswa dan Rekayasawan. Jakarta: PT GramediaPustaka Utama.

Tubagus Noor R, dkk. Pengaruh Kondisi Tanah Asam Dan CacatGores Berbentuk Persegi Panjang Pada Lapis LindungTerhadap Kebutuhan Arus Proteksi Sistem ImpressedCurrent Cathodic Protection (Iccp) Dengan MenggunakanBaja Aisi 1045. Teknoin Vol. 20 No. 1 Maret 2014: 01-11

Tubagus Noor R, dkk. Perancangan Proteksi Arus Paksa PadaPipa Baja Api 5l Dengan Coating Dan Tanpa Coating DiDalam Tanah.. Prosiding Seminar Nasional Fisika (E-Journal) SNF2016 VOLUME V, OKTOBER 2016

Wu, J. Dkk. 2009. The Influence of Coating Damage on The ICCPCathodic Protection Effect. Luoyang Ship MaterialResearch Institute. P.R.China

xxv

LAMPIRAN 1

Pengukuran Resistivitas Tanah

Tabel 1 Hasil Pengukuran Resistivitas TanahHarike-


Harike-


1 120.233 15 116.4792 125.130 16 116.8233 129.263 17 123.4074 130.385 18 129.7815 131.461 19 144.8436 134.814 20 133.2127 138.103 21 106.8148 125.899 22 125.6839 118.064 23 125.072

10 117.082 24 130.89011 114.740 25 128.43612 119.562 26 125.31013 140.917 27 117.52614 128.112 28 122.156

Rata-rata 125.721

xxvi

LAMPIRAN 2

Pengukuran pH Tanah

Tabel 2 Hasil pengukuran pHHari Ke- Ph Hari Ke- pH

1 7.9 15 8.32 8.2 16 8.43 8.2 17 84 8.4 18 7.85 8.2 19 7.96 8.5 20 8.27 8.4 21 88 8.1 22 8.39 8 23 8.3

10 8.1 24 8.211 8.3 25 8.412 8.4 26 8.313 8.2 27 8.414 8.4 28 8.4

Rata-rata 8.22

xxvii

LAMPIRAN 3

Perhitungan Desain Proteksi Katodik Arus Paksa

1. Luas permukaan yang diproteksiLuas permukaan struktur yang akan dilindungi = 0.346656 m2

2. Konduktansi Lapis Lindung Pipaa. Konduktansi lapis pelindung pada pipa coating primer

sebesar 0.001778 Ohm. m-1

b. Konduktansi lapis pelindung pada pipa coating ganda(primer dan sekunder) sebesar 0.00031 Ohm. m-1

3. Tahanan Pipaa. Tahanan pipa pada pipa coating primer sebesar 0.0586

Ohm. m-1

b. Tahanan pipa pada pipa coating ganda (primer dansekunder) sebesar 0.0586 Ohm. m-1

4. Konstanta Atenuasia. Konstanta Atenuasi pada pipa coating primer sebesar

0.01021 ohm-m-1

b. Konstanta Atenuasi pada pipa coating ganda (primer dansekunder) sebesar 0.00425 ohm-m-1

5. Tahanan Karakteristik Pipaa. Tahanan karakteristik pipa pada pipa coating primer

sebesar 5.7437 Ohmb. Tahanan karakteristik pipa pada pipa coating ganda

(primer dan sekunder) sebesar 13.8 Ohm

6. Pergeseran Potensial PipaPergeseran potensial pada kedua pipa sebesar 0.675 Volt

7. Kebutuhan Arus Proteksi

xxviii

a. Kebutuhan arus proteksi pada pipa coating primer sebesar1.80 mA

b. Kebutuhan arus proteksi pada pipa coating ganda (primerdan sekunder) sebesar 0.31 mA

8. Keperluan Arus DC minimuma. Keperluan arus DC minimum pada pipa coating primer

sebesar 2.25 mAb. Keperluan arus DC minimum pada pipa coating ganda

(primer dan sekunder) sebesar 0.39 mA

9. Berat Anodaa. Berat Anoda pada pipa coating primer sebesar 5.6 gramb. Berat Anoda pada pipa coating ganda (primer dan

sekunder) sebesar 1 gram

10. Jumlah Anoda yang Dibutuhkana. Jumlah anoda yang dibutuhkan pada pipa coating primer

sebesar 0.039 1 buahb. Jumlah anoda yang dibutuhkan pada pipa coating ganda

(primer dan sekunder) sebesar 0.007 1 buah

11. Tahanan Anoda TunggalTahanan anoda tunggal pada kedua pipa sebesar 2.71 Ohm

12. Tahanan groundbedTahanan grounbed pada kedua pipa sebesar 2.71 ohm

13. Tegangan yang diperlukana. Tegangan yang diperlukan pada pipa coating primer

sebesar 2.516 Voltb. Tegangan yang diperlukan pada pipa coating ganda

(primer dan sekunder) sebesar 2.505 Volt

xxix

BIODATA PENULIS

Penulis dilahirkan di Salatiga pada tanggal 9Januari 1995 dari ayah bernama Harnotodan I bu bernama Endang Trie Widyanti.Penulis merupakan anak kedua dari enambersaudara. Saat ini penulis tinggal di JalanBima 45 RT. 01/ IV Grogol, kel. Dukuh,kec. Sidomukti, Kota Salatiga (50722). Padatahun 2007, penulis telah menyelesaikanpendidikan di SDN Dukuh 1 Salatiga.Tahun 2010 menyelesaikan pendidikan

tingkat menengah pertama di SMPN 1 Salatiga. Tahun 2013berhasil menyelesaikan pendidikan tingkat menengah atas diSMAN 1 Salatiga. Dan sekarang penulis sedang menempuhpendidikan S1 semester 8 di Departemen Teknik Material danMetalurgi ITS. Semasa kuliah penulis aktif dalam ormawa ITSmenjabat sebagai bendahara umum LDJ Ashabul Kahfi DTMM,Formasa (Forum Muda-Mudi Surabaya) sebagai koordinatorkemahasiswaan, dan Studi Grup Sepuluh Nopember Surabayasebagai ketua organisasi. Selain aktif dalam ormawa, penulis jugaberperan sebagai asisten Laboratorium Korosi dan KegagalanMaterial Departemen Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS.Penulis dapat dihubungi melalui alamat [email protected].

xxx


perancangan sistem proteksi katodik arus paksa pada...

Documents