Modul 3 B. ICCP.doc

Page

8

Laporan Praktikum Korosi Proteksi Katodik-Arus Paksa (ICCP)

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Penggunaan logam telah mencapai taraf yang sangat maju saat ini. Keunggulan logam

yang utama adalah memiliki berbagai macam kriteria properties, sanggup melalui berbagai

perlakuan, kombinasi, dan yang terpenting bisa didaur ulang. Paduan besi (Fe) yang umum

disebut baja adalah jenis logam yang paling banyak digunakan saat ini. Baja memiliki

kekuatan (strength) yang baik, jumlah yang cukup, dan biaya pengolahan yang tergolong

murah. Bagaimanapun, baja dan sebagian besar logam memiliki kelemahan. Kelemahan yang

paling utama adalah ketahanan terhadap korosi. Berbagai usaha untuk mengatasi kelemahan

ini sudah dilakukan. Pada baja, ketahanan terhadap korosi ditingkatkan dengan memadukan

besi dengan Nikel dan Chromium yang kemudian disebut sebagai Stainless Steel atau baja

tahan karat. Baja tahan karat memiliki beberapa keterbatasan terutama pada biaya bahan dan

pembuatan. Untuk mengatasi masalah ini maka digunakanlah cara lain untuk mengendalikan

proses korosi logam. Cara ini kemudian disebut sebagai Sistem Pengendalian Korosi.

Pengendalian terhadap korosi adalah hal yang harus selalu diperhatikan dalam

pengaplikasian logam terhadap suatu sistem. Semenjak korosi tidak bisa dihentikan maka

dibuatlah sebuah sistem pengendalian korosi. Sistem pengendalian ini kemudian dibagi

menjadi sistem proteksi Katodik dan Anodik. Sistem pengendalian yang umum digunakan

adalah sistem Katodik. Sistem proteksi katodik sendiri memiliki dua jenis pengendalian, yaitu

Sistem Anoda Korban (Sacrifice Anode) dan Arus Paksa (Impress Current Cathodic

Protection). Dalam praktikum ini sistem pengendalian ini lah yang akan digunakan.

Sistem pengendalian arus paksa ( Impressed Current Catodic Protection/ ICCP)

adalah sebuah sistem pengendalian korosi dengan memanfaatkan arus dari sebuah sumber

listrik yang kemudian akan digunakan untuk mengendalikan laju korosi dari sebuah objek

dalam sistem.

Pada prinsipnya, elektron akan mengalir berlawan arah dari sebuah arus. Apabila

terdapat sebuah arus mengalir maka elektron yang mengalir akan sama dengan jumlah arus

tersebut dengan arah yang berlawanan. Elektron ini kemudian akan menyelubungi objek

terlindung.

Jurusan Teknik Material dan Metalurgi Fakultas Teknologi Industri

Institut Teknolgi Sepuluh Nopember

Page

8


ICCP menggunakan prinsip ini dengan menggunakan sebuah sumber listrik DC

(Direct Current) yang dialirkan ke sebuah anoda inert yang pada prosesnya akan mengalirkan

elektron kembali ke sumber listrik dan dari sumber listrik kemudian akan membawa elektron

menuju objek yang akan dikendalikan laju korosi.

Anoda dalam sistem ini adalah sebuah material inert seperti platinum. Pada

prakteknya, grafit dianggap sudah mencukupi dalam sifat inert . Anoda menyediakan elektron

yang akan dialirkan ke objek terlindung, akan tetapi anoda tidak akan habis karena elektron

yang hilang selalu digantikan oleh arus yang dialirkan dari sumber listrik sehingga bisa

dikatakan anoda dalam sistem ini berfungsi sebagai turning point elektron.

Pada praktikum ini, praktikan tertarik untuk mempelajari beda potensial pada

permukaan objek yang akan dikendalikan laju korosi, apakah terdapat perbedaan potensial

pada tempat yang berbeda pada permukaan objek dan apa pengaruhnya terhadap

pengendalian korosi pada objek tersebut.

I.2 Tujuan Percobaan

Tujuan dari praktikum ini adalah:

1. Menunjukkan prinsip proteksi katodik dengan impressed current.

2. Mengetahui besar potensial pada tempat berbeda di Sampel Uji.

3. Mengetahui pengaruh perbedaan potensial pada tempat yang berbeda di Sampel Uji.

I.3 Sistematika Penulisan

Pada laporan praktikum ini, sistematika penulisan adalah sebagai berikut:

ABSTRAK

BAB I. Pendahuluan terdiri dari latar belakang, tujuan percobaan dan sistematika

penulisan

BAB II. Tinjauan Pustaka

BAB III. Metodologi Percobaan yang terdiri dari Alat dan Bahan Percobaan, Prosedur

percobaan dan gambar skema percobaan

BAB IV. Analisa data dan Pembahasan

BAB V. Kesimpulan

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN



Page

8


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Korosi

Korosi didefinisikan sebagai proses perusakan atau degradasi sebuah material logam

akibat reaksi dengan lingkungan. (Fontana, 1987). Korosi dibagi menjadi dua jenis kondisi

utama, yang pertama adalah pada saat korosi terjadi di tempratur tinggi dan yang kedua pada

saat korosi terjadi pada tempratur rendah. Korosi tempratur tinggi terjadi akibat reaksi kimia

murni tanpa melalui zat elektrolit seperti air dan tanah. Korosi ini biasa terjadi pada alat-alat

industri yang bekerja pada tempratur tinggi seperti furnace, turbin, dan mesin. Korosi

tempratur tinggi memiliki beberapa jenis korosi seperti oksidasi, nitridasi, carburasi, sulfidasi.

Korosi tempratur rendah atau sering disebut sebagai korosi basah adalah korosi yang terjadi

akibat berpindahnya ion-ion pada logam ke lingkungan. Tipe korosi ini melibatkan zat

perantara seperti tanah, air, dan zat elektrolit lainnya. Korosi tempratur rendah adalah jenis

korosi yang lebih sering terjadi pada kehidupan sehari-hari. Jenis korosi yang bisa

digolongkan sebagai korosi tempratur rendah adalah korosi galvanik, korosi celah, korosi

sumuran, dan lain-lain.

II.2 Sistem Pengendalian Katodik

Sistem proteksi katodik adalah sistem perlindungan terhadap korosi yang

menempatkan logam yang akan diproteksi secara keseluruhan sebagai katoda. Sistem ini

terdiri dari dua jenis yaitu sistem proteksi katodik dengan anoda tumbal (Sacrificial Anode)

dan sistem proteksi katodik dengan arus paksa atau ICCP atau Impressed Current

(Thretewey, 1991).

Gambar 2.1 Anoda Korban (kiri) , Arus Paksa (kanan)



Page

8


II.3 Arus Paksa (ICCP/ Impressed Current Cathodic Protection)

Pada sistem ICCP sumber arus berasal dari luar, yaitu sumber arus DC atau AC yang

dilengkapi dengan penyearah arus (rectifier), dimana kutub negatif dihubungkan ke struktur

yang dilindungi dan kutub positif dihubungkan ke anoda. Arus mengalir dari anoda melalui

elektrolit ke permukaan struktur, kemudian mengalir sepanjang struktur dan kembali ke

rectifier melalui konduktor elektris sehingga struktur menjadi terproteksi. Karena struktur

menerima arus dari elektrolit, maka struktur menjadi terproteksi. Komponen yang disyaratkan

dalam sistem ICCP :

1. Sumber listrik DC ( rectifier )

2. Anoda

3. Electrolit ( Beton )

4. Katoda ( Baja Tulangan )

5. Kabel

6. Elektroda referensi

Ketentuan dalam pemasangan kabel untuk ICCP adalah sebagai berikut :

1. Struktur Terlindung dihubungkan ke terminal (-) rectifier.

2. Anoda dihubungkan ke terminal (+) rectifier.

Gambar 2.2 Prinsip ICCP (Pierre, 2000)Sistem Impressed Current memiliki kelebihan dan kekurangan yang bergantung pada

kondisi real di lapangan. Kelebihan dari sistem pengendalian korosi ini adalah dapat didesain

untuk aplikasi dengan tingkat fleksibilitas yang tinggi karena mempunyai rentang kapasitas

output arus yang luas. Artinya kebutuhan arus dapat diatur baik secara manual maupun secara

otomatis dengan merubah tegangan output sesuai dengan kebutuhan. Dengan hanya



Page

8


memasang sistem di salah satu tempat dapat memproteksi struktur yang cukup besar. Selain

itu sistem ICCP cocok untuk semua nilai resisvitas dan sistem dapat didesain untuk masa

guna lebih dari 20 tahun dengan biaya awal lebih murah. Kekurangan dari sistem ini terutama

pada biaya perawatan. Sistem Impressed Current memerlukan perawatan yang lebih banyak

dibanding sistem anoda korban sehingga biaya operasi akan bertambah, sistem mempunyai

ketergantungan terhadap kehandalan pasokan energi (rectifier) sehingga kerusakan pada

sistem ini akan berakibat fatal terhadap kinerja sistem proteksi. Arus yang digunakan dalam

sistem ini memungkinan menimbulkan masalah efek interferensi arus terhadap struktur di

sekitarnya.



Page

8


BAB III

METODOLOGI

III.1 Alat dan Bahan Percobaan

III.1.1 Alat-alat Percobaan

1. Elektroda standar kalomel.

2. Rectifier.

III.1.2 Bahan-bahan Percobaan

1. Larutan NaCl 3%.

2. Logam Fe/baja.

3. Anoda grafit.

III.2 Prosedur Percobaan

Metode percobaan yang digunakan dalam praktikum Arus Paksa ini adalah:

1. Menyusun rangkaian percobaan seperti pada gambar 3.2

2. Mengukur potensial natural /awal.

3. Menghubungkan baja dengan sumber arus searah.

4. Memberikan potensial proteksi baja sebesar –900 mV vs Cu/CuSO4 pada titik

terdekat (drain point).

5. Mengukur potensial proteksi baja pada titik tengah struktur dan pada titik terjauh

struktur dan dilakukan pencatatan hasilnya.



Page

8


III.3 Gambar Skema Percobaan

III.4 Gambar Rangkaian Percobaan

Elektoda Anoda

(2) Calomel (1) Grafit

Struktur Baja (1) Titik terdekat, (2) Titik terjauh

Gambar 3.1 Rangkaian percobaan impressed current



V

Page

8


BAB IV

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

IV.1 Analisa Data

No. Posisi Potensial Proteksi (mV)

1. Terdekat -900 mV

2. Tengah -892 mV

3. Terjauh -852 mV

Tabel 4.1 Hasil Praktikum Fe di Larutan NaCl 3% dengan Reference Calomel

Gambar 4.1 Diagram Pourbaix Fe- H2O (SSC)

IV.2 Pembahasan

Hasil yang didapatkan menunjukkan perbedaan besar potensial pada tempat

pengukuran yang berbeda pada sampel. Sampel uji dalam praktikum ini adalah logam Fe/

Baja. Sistem pengendalian korosi dengan sistem arus paksa pada prinsipnya menggunakan

sumber arus DC untuk menyesuaikan kebutuhan tegangan agar berada dalam range proteksi.

Range Proteksi yang dimaksud adalah tegangan diantara -850mV hingga -1000mV. Range ini

ditunjukan dengan sifat immune pada diagram Pourbaix untuk Fe-H2O vs SSC. Seorang

corrosion engineer akan mendesain sebuah sistem pengendalian agar logam dan pipa yang

ingin dilindungi terus berada dalam range tersebut.

Pada praktikum ini, desain dari sebuah sistem pengendalian terbukti sangat penting.

Pada sampel uji yang tidak besar ternyata terdapat perbedaan potensial pada posisi

permukaan yang berbeda. Pada drain point atau titik terdekat, potensial yang diberikan



Page

8


adalah -900mV, pada saat dilakukan pengetesan potensial pada titik tengah sampel,

didapatkan kalau besar potensial sampel sudah berubah menjadi -892 mV. Besar potensial

pada titik terjauh sampel tercatat sangat jauh berkurang, yaitu berada pada angka -852 mV.

Perbedaan pada titik terjauh sampel sanggup dianggap mengkhawatirkan. Hal ini disebabkan

karena pada teori yang ada dalam diagram Pourbaix, batas atas dari potensial proteksi adalah

-850mV. Sistem yang melewati batas atas dari potensial proteksi tidak akan terlindung dari

korosi.

Pemecahan masalah yang bisa dilakukan untuk kasus ini adalah pengaturan ulang

desain sistem pengendalian. Pengaturan yang bisa dilakukan antara lain adalah dengan

menambah titik drain point pada sistem, menerapkan sistem safety factor, dan menambah

besar arus yang diberikan pada sistem.

Solusi untuk menambahkan arus memiliki batasan tersendiri. Range untuk potensial

proteksi pada baja adalah -850 mV hingga -1000mV. Pada saat potensial proteksi lebih

rendah dari -1000mV maka yang akan terjadi adalah fenomena yang disebut hydrogen

embrittlement atau pelepasan hidrogen. Pelepasan hidrogen akan merusak lapisan cat pada

logam yang akan dilindungi sehingga membuat sistem perlindungan menjadi bekerja lebih

berat hingga sanggup memicu kegagalan sistem.



Page

8


BAB V

KESIMPULAN

Kesimpulan yang bisa didapatkan dari praktikum ini adalah:

1. Prinsip sistem pengendalian Arus Paksa (Impressed Current Cathodic Protection)

adalah dengan menggunakan arus dari luar sebagai kekuatan untuk menciptakan

aliran arus ke anoda yang dengan begitu menciptakan aliran elektron yang menuju

ke Logam yang akan dilindungi. Aliran elektron kemudian akan menyelimuti

Logam dan melindunginya dari korosi.

2. Pada bagian tengah logam, potensial yang terukur adalah -0.892 mV terhadap

Elektroda Standar Calomel. Pada bagian terjauh logam, potensial yang terukur

adalah -0.852 mV terhadap Elektroda Standar Calomel.

3. Perbedaan besar tegangan pada bagian-bagian sampel uji tidak akan berpengaruh

apabila masih berada dalam range tegangan -850 mV hingga -1000 mV.



Documents

Modul 3 B. ICCP.doc