TUGAS AKHIR (608205A)repository.ppns.ac.id/2289/1/0815040010 - Rival Ekananda - Pengaruh... · TUGAS AKHIR (608205A) PENGARUH CAMPURAN ASAM SITRAT DAN ASAM SULFAMAT SEBAGAI ALTERNATIF

i

TUGAS AKHIR (608205A)

PENGARUH CAMPURAN ASAM SITRAT DAN

ASAM SULFAMAT SEBAGAI ALTERNATIF

PEMBERSIHAN KERAK PADA PIPA MATERIAL

CARBON STEEL

Rival Ekananda

NRP. 0815040010

DOSEN PEMBIMBING:

Ir. ENDAH WISMAWATI, M.T.

EKKY NUR BUDIYANTO, S.ST., M.T.

PROGRAM STUDI TEKNIK PERPIPAAN JURUSAN TEKNIK PERMESINAN KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA SURABAYA 2019

iii

Mengetahui/menyetujui

Ketua Jurusan,

George Endri K. S.T., M.Sc.Eng.

NIP. 197605172009121003

LEMBAR PENGESAHAN

TUGAS AKHIR

Pengaruh Campuran Asam Sitrat Dan Asam Sulfamat Sebagai Alternatif

Pembersihan Kerak Pada Pipa Material Carbon Steel

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Kelulusan

Program Studi D-4 Teknik Perpipaan

Jurusan Teknik Permesinan Kapal

Disetujui oleh Tim penguji Tugas Akhir Tanggal Ujian : Agustus 2019

Periode Wisuda : Oktober 2019

Mengetahui/menyetujui,

Dosen Penguji Tanda Tangan

1. Budi Prasojo, S.T., MT. (…………………………)

2. Ir. M. M. Eko P, M.MT. (…………………………)

3. Pranowo Sidi, S.T., M.T. (…………………………)

4. Ika Erawati, S.S., M.Pd. (…………………………)

Dosen Pembimbing Tanda Tangan

1. Ir. Endah Wismawati, M.T (…………………………)

2. Ekky N. B, S.ST., M.T (…………………………)

Program Studi D-4 Teknk Perpipaan

Jurusan Teknik Permesinan Kapal

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

Mengetahui/menyetujui

Koordinator Program Studi,

R. Dimas Endro W. S.T., M.T

NIP.197604122002121003

v

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

No. : F.WD I. 021

Date : 3 Nopember 2015

Rev. : 01

Page : 1 dari 1

Yang bertandatangan di bawah ini :

Nama : RIVAL EKANANDA

NRP. : 0815040010

Jurusan/Prodi : Teknik Permesinan Kapal / D4-Teknik Perpipaan

Dengan ini menyatakan dengan sesungguhnya bahwa :

Tugas Akhir yang saya kerjakan dengan judul :

PENGARUH CAMPURAN ASAM SITRAT DAN ASAM

SULFAMAT SEBAGAI ALTERNATIF PEMBERSIHAN KERAK

PADA PIPA MATERIAL CARBON STEEL

Adalah benar karya saya sendiri dan bukan plagiat dari karya orang lain.

Apabila dikemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah tersebut,

maka saya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan peraturan yang berlaku.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan penuh tanggung jawab.

Surabaya, 22 Februari 2019

Yang membuat pernyataan,

(RIVAL EKANANDA)

NRP. 0815040010

vi

(Halaman ini sengaja dikosongkan)

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, taufiq dan

hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini.

Penulis juga mengucapkan shalawat serta salam kepada Rasullah Muhammad SAW

yang telah memberikan teladan bagi seluruh umat manusia.

Tugas Akhir ini yang berjudul “Pengaruh Campuran Asam Sitrat Dan

Asam Sulfamat Sebagai Alternatif Pembersihan Kerak Pada Pipa Material

Carbon Steel” disusun sebagai salah satu persyaratan dalam menyelesaikan

pendidikan perkuliahan di Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya. Penulis

menyadari penyusunan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan dan bimbingan

dari berbagai pihak, pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat serta

ucapan terima kasih yang sebesar besarnya kepada:

1. Bapak Ir. Eko Julianto, MSc. FRINA selaku Direktur Politeknik Perkapalan

Negeri Surabaya.

2. Bapak George Endri K, ST., MSc. Eng. selaku Ketua Jurusan Teknik

Permesinan Kapal, Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

3. Bapak R. Dimas Endro W, ST., MT. selaku Koordinator Program Studi

Teknik Perpipaan, Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

4. Bapak Pekik Mahardhika, S.ST., M.T sebagai Koordinator Tugas Akhir.

5. Ibu Ir. Endah Wismawati, M.T sebagai dosen pembimbing I yang

telah memberikan banyak bimbingan dan pengarahan selama pengerjaan

tugas akhir.

6. Bapak Ekky Nur Budiyanto, S.ST., M.T sebagai dosen pembimbing II yang

telah memberikan banyak bimbingan dan pengarahan selama pengerjaan

tugas akhir.

7. Kedua orang tua penulis (Bapak Yudianto dan Ibu Saenab Agustianingsih)

yang telah memberikan banyak kasih sayang, nasehat hidup, doa, dukungan

moril serta materil, dan segalanya bagi penulis.

8. Adik penulis (Rhesa Yunasuta) yang selalu memberikan cinta, doa &

semangat kepada penulis.

viii

9. Pembimbing OJT di PT. POMI, Paiton: Bapak Bambang Sarwoko, Bapak

Herdian, Bapak Rokhmad, dan karyawan – karyawan lainnya yang namanya

tidak bisa disebutkan satu persatu.

10. Para dosen dan staf pengajar Program Studi Teknik Perpipaan yang telah

memberikan banyak ilmu kepada penulis selama masa perkuliahan.

11. Rekan-rekan OJT, saudara M. Khoirul Umam Mujibius dan saudara Bagas

Harits Wibowo yang telah memberi semangat kepada penulis.

12. Rekan sejawat, saudara Febrianda, saudara Fajar, Saudara Luis, dan Saudara

Lutfhi yang telah mendukung dan memberi semangat kepada penulis.

13. Dewi Adelia yang telah mendukung dan memberi semangat kepada penulis.

14. Teman – teman Teknik Perpipaan angkatan 2015 yang selalu memberikan

motivasi kepada penulis.

15. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu – satu. Penulis menyadari

bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan, oleh karena itu

kritik dan saran sangat penulis harapkan demi menyempurnakan Tugas

Akhir ini. Penulis berharap semoga buku Tugas Akhir ini dapat bermanfaat

bagi semua pihak yang membacanya.

Surabaya, 22 Juni 2019

Rival Ekananda

ix

PENGARUH CAMPURAN ASAM SITRAT DAN ASAM

SULFAMAT SEBAGAI ALTERNATIF PEMBERSIHAN

KERAK PADA PIPA MATERIAL CARBON STEEL

Rival Ekananda

ABSTRAK

Kerak merupakan suatu deposit dari senyawa-senyawa anorganik yang

mengendap dan membentuk timbunan kristal pada permukaan suatu substrat.

Endapan-endapan dari senyawa anorganik tersebut dapat menimbulkan masalah

seperti kerak. Kerak di dalam pipa akan menghambat laju aliran yang

melewatinya, sehingga pipa kemungkinan akan pecah karena overheated.

Penelitian ini menggunakan pengujian scanning electron microscopy (SEM) untuk

mengetahui bentuk morfologi serta kandungan senyawa kimia yang ada pada kerak.

Untuk menghilangkan kerak, dilakukan pengujian pada 18 pipa menggunakan

larutan asam sitrat dan asam sulfamat dengan variasi konsentrasi, debit, dan waktu.

Menghitung nilai ekonomis setelah pengujian pembersihan kerak pada pipa.

Setelah pengujian dilakukan, didapatkan hasil pengurangan berat terbesar 1,6 gram

dan terkecil 0,5 gram. Untuk penambahan diameter terbesar yaitu 0,36 mm dan

yang terkecil 0,16 mm. Bentuk visual antara sebelum dan sesudah berbeda karena

semakin tinggi konsentrasi, debit, dan waktu akan semakin cepat scale atau kerak

terlarut. Berdasarkan perhitungan ekonomis pembersihan kerak pada equipment

pipa material Carbon Steel A106 Gr. B setelah pengujian pembersihan kerak pada

pipa perkiraan nilai produksi dalam satu tahun bertambah sebesar Rp. 4.478.425.

Kata Kunci: Kerak, SEM, Konsentrasi, Debit, Time, Temperatur, Ekonomis

x


xi

THE EFFECT OF MIXTURE OF CITRIC ACID AND

SULFAMATE ACID AS AN ALTERNATIVE OF CLEANING IN

CARBON STEEL MATERIAL PIPE

Rival Ekananda

ABSTRACT

The scale is a deposit of inorganic compounds that settles and forms crystal

deposits on the surface of a substrate. The scale in the pipe will inhibit the flow

inside the pipe, so the pipe will likely break because of overheating. Scale in the

pipe will inhibit the flow rate through it, so the breaker pipe will break due to

overheating.This study uses SEM (scanning electron microscopy) testing to

determine the morphological shape and content of chemical compounds in the

scale. To remove the scale, tested 18 pipes using a solution of citric acid and

sulfamic acid with variations in concentration, debit, and time. Calculating the

economic value after testing the scale removal on the pipe. After the testing is done,

the biggest weight loss results were obtained 1.6 grams and the smallest 0.5 grams.

The diameter of the pipe increases with the largest value which is 0.36 mm and the

smallest is 0.16 mm. The visual form between before and after is different because

the higher concentration, debit, and time the faster scale dissolves. Based on

economic calculation of scale crust in the equipment pipe Carbon Steel A106 Gr. B

after testing the scale removal in the pipe the estimated production value in one year

increase by Rp. 4.478.425.

Keywords: Scale, SEM, Concentration, Debit, Time, Temperature, Economic

xii


xiii

DAFTAR ISI

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

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iii

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT ...................................................................... v

KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii

ABSTRAK ............................................................................................................. ix

ABSTRACT ........................................................................................................... xi

DAFTAR ISI ........................................................................................................ xiii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xvii

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xix

DAFTAR GRAFIK .............................................................................................. xxi

BAB 1 PENDAHULUAN ...................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1

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

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

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

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

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 5

2.1 Kerak ........................................................................................................ 5

2.2 Larutan Asam Sitrat .................................................................................. 7

2.3 Larutan Asam Sulfamat ............................................................................ 8

2.4 Scale ......................................................................................................... 9

2.4.1 Penyebab Terjadinya Endapan Scale ................................................ 9

2.4.2 Penyebab Terjadinya Proses Kristalisasi ........................................ 10

2.4.3 Jenis – Jenis Scale ........................................................................... 12

2.4.4 Tanda – Tanda Terjadinya Scale ..................................................... 15

2.4.5 Problem Scale pada Oil & Gas Production System ........................ 15

2.4.6 Cara Mengatasi Problem Scale ....................................................... 16

2.4.7 Pencegahan Scale ............................................................................ 16

2.4.8 Scale Removal ................................................................................. 17

2.5 Konsentrasi Larutan ............................................................................... 19

2.5.1 Mol .................................................................................................. 20

xiv

2.5.2 Molaritas .......................................................................................... 20

2.5.3 Pengenceran Larutan ....................................................................... 21

2.6 Komposisi Larutan .................................................................................. 22

2.7 Massa Relative ........................................................................................ 22

2.8 Pengaruh Larutan Terhadap Kerak ......................................................... 23

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ................................................................ 25

3.1 Diagram Alir Penelitian .......................................................................... 25

3.2 Tahap Identifikasi Awal .......................................................................... 26

3.3 Tahap Pengumpulan Data ....................................................................... 26

3.3.1 Data Primer ........................................................................................... 26

3.3.2 Data Sekunder ....................................................................................... 26

3.4 Pengujian Lab ......................................................................................... 26

3.5 Penentuan Larutan Asam sitrat ............................................................... 28

3.6 Pengambilan Data Percobaan ................................................................. 28

3.7 Tahap Pengolahan Data .......................................................................... 29

3.8 Tahap Kesimpulan dan Saran ................................................................. 29

3.9 Jadwal Penelitian .................................................................................... 29

BAB 4 PEMBAHASAN ....................................................................................... 31

4.1 Data Penelitian ........................................................................................ 31

4.2 Komposisi Kerak di Pipa ........................................................................ 31

4.3 Data Pengujian ........................................................................................ 32

4.3.1 Konsentrasi larutan .......................................................................... 32

4.3.2 Debit ................................................................................................ 32

4.3.2 Waktu .............................................................................................. 32

4.4 Perhitungan Pengenceran ........................................................................ 33

4.5 Hasil Pembersihan Kerak ........................................................................ 35

4.5.1 Hasil pengurangan berat pipa .......................................................... 35

4.5.2 Hasil penambahan diameter dalam pipa .......................................... 36

4.6 Pengaruh Variasi ..................................................................................... 37

4.6.1 Pengaruh variasi terhadap kerak pada pengurangan berat............... 38

4.6.2 Pengaruh variasi terhadap kerak pada penambahan diameter dalam

42

4.7 Bentuk Visual ......................................................................................... 46

xv

4.8 Perhitungan Ekonomis ........................................................................... 47

4.8.1 Penentuan dimensi kebutuhan equipment ....................................... 47

4.8.2 Rencana perhitungan harga pembersihan pipa ................................ 47

4.8.3 Penentuan nilai kerugian produksi dari pembersihan equipment .... 48

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 51

5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 51

5.2 Saran ....................................................................................................... 51

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 53

LAMPIRAN

xvi


xvii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 .............................................................................................................. 5

Gambar 2.2 ............................................................................................................ 11

Gambar 2.3 ............................................................................................................ 11

Gambar 2.4 ............................................................................................................ 12

Gambar 2.5 ............................................................................................................ 13

Gambar 2.6 ............................................................................................................ 13

Gambar 2.7 ............................................................................................................ 14

Gambar 2.8 ............................................................................................................ 17

Gambar 2.9 ............................................................................................................ 19

Gambar 2.10 .......................................................................................................... 21

Gambar 3.1 ............................................................................................................ 25

Gambar 4.1 ............................................................................................................ 31

Gambar 4.2 ............................................................................................................ 32

Gambar 4.3 ............................................................................................................ 46

xviii


xix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 ................................................................................................................ 14

Tabel 3.1 ................................................................................................................ 30

Tabel 4.1 ................................................................................................................ 36

Tabel 4.2 ................................................................................................................ 37

Tabel 4.3 ................................................................................................................ 38

Tabel 4.4 ................................................................................................................ 42

Tabel 4.5 ................................................................................................................ 47

Tabel 4.6 ................................................................................................................ 48

Tabel 4.7 ................................................................................................................ 48

xx


xxi

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1 .............................................................................................................. 39

Grafik 4.2 .............................................................................................................. 40

Grafik 4.3 .............................................................................................................. 41

Grafik 4.4 .............................................................................................................. 43

Grafik 4.5 .............................................................................................................. 44

Grafik 4.6 .............................................................................................................. 45

xxii


1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Proses pengendapan beberapa senyawa anorganik biasa terjadi pada

peralatan-peralatan industri yang melibatkan air garam seperti industri minyak dan

gas, proses desalinasi dan ketel serta industri kimia. Terakumulasinya endapan-

endapan dari senyawa anorganik tersebut dapat menimbulkan masalah seperti

kerak. Pengerakan (scaling) merupakan masalah yang kompleks dan selalu terjadi

di dalam suatu kegiatan industri terutama pada alat-alat seperti water reservoir,

boiler, heat exchanger, dan condenser.

Kerak juga dapat terjadi pada industri perminyakan misal pada lubang

sumur, rangkaian pompa dalam sumur, casing, flow line, manifold, separator,

tangki, dan peralatan produksi lainnya. Kerak merupakan suatu deposit dari

senyawa-senyawa anorganik yang mengendap dan membentuk timbunan kristal

pada permukaan suatu substrat. Pengerakan adalah proses alami yang terjadi

karena adanya reaksi kimia antara beberapa kandungan yang tidak dikehendaki

di dalam air. Kandungan yang dimaksudkan meliputi alkalin, kalsium, klorid,

sulfat, nitrat, besi, seng, tembaga, phosphat, aluminium dan lain lain. Pembentukan

kerak pada dasarnya merupakan fenomena pengkristalan yang dipengaruhi oleh

berbagai faktor.

Dengan adanya timbunan kerak di dalam pipa maka akan menghambat

laju aliran yang melewatinya sehingga aliran akan berkurang serta dapat

menghambat perpindahan panas dan apabila tidak segera diatasi akan terjadi

overheating juga menurunkan efisiensi. Selain itu, tekanan pada pipa menjadi

semakin tinggi, sehingga kemungkinan pipa akan pecah dan rusak. Timbunan

kerak juga memperkecil diameter pipa, sehingga untuk mempertahankan

kecepatan transfer tetap seperti semula diperlukan tenaga pemompaan yang lebih

besar. Pada studi ini saya akan melakukan 18 kali pengujian permbersihan kerak

didalam pipa menggunakan larutan asam sitrat dan asam sulfamat. Dalam

percobaan tersebut menggunakan 3 variasi yaitu konsentrasi, debit, dan waktu.

2

1.2 Perumusan Masalah

Perumusan masalah dalam penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana pengaruh konsentrasi larutan asam sitrat dan asam sulfamat

untuk mengurangi scale yang ada di dalam Pipa dengan material Carbon

Steel A106 Grade B ?

2. Bagaimana pengaruh debit untuk mengurangi scale yang ada di dalam Pipa

dengan material Carbon Steel A106 Grade B ?

3. Bagaimana pengaruh waktu untuk mengurangi scale yang ada di dalam

Pipa dengan material Carbon Steel A106 Grade B ?

4. Bagaimana pengaruh larutan asam sitrat dan asam sulfamat pada Pipa

dengan material Carbon Steel A106 Grade B yang terdapat kerak dalam

bentuk visual sebelum dan sesudah ?

5. Berapa nilai perhitungan ekonomis dari pembersihan Pipa pada material

Carbon Steel A106 Grade B ?

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini antara lain :

1. Mengetahui pengaruh konsentrasi larutan asam sitrat dan asam sulfamat

untuk mengurangi scale yang ada di dalam Pipa dengan material Carbon

Steel A106 Grade B.

2. Mengetahui pengaruh debit untuk mengurangi scale yang ada di dalam

Pipa dengan material Carbon Steel A106 Grade B.

3. Mengetahui pengaruh waktu untuk mengurangi scale yang ada di dalam

Pipa dengan material Carbon Steel A106 Grade B.

4. Mengetahui pengaruh larutan asam sitrat dan asam sulfamat pada Pipa

dengan material Carbon Steel A106 Grade B dalam bentuk visual sebelum

dan sesudah.

5. Mengetahui nilai perhitungan ekonomis dari pembersihan pipa pada

material Carbon Steel A106 Grade B.

3

1.4 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Manfaat bagi perusahaan

Tugas akhir ini dapat menjadi referensi dalam menentukan komposisi

larutan asam sitrat untuk membersihkan kerak pada suatu material.

2. Manfaat bagi institusi

Tugas akhir ini dapat dipergunakan sebagai referensi dan dikembangkan

untuk penelitian mahasiswa.

3. Manfaat bagi pribadi

Penelitian ini menjadi salah satu syarat kelulusan dan nilai tambah

penulis yang dapat mendukung disiplin ilmu serta keprofesian.

1.5 Batasan Masalah

Batasan masalah pada tugas akhir ini adalah :

1. Jenis fluida yang digunakan yaitu air tawar dan larutan asam sitrat dan

asam sulfamat.

2. Material yang digunakan untuk pipa yaitu Carbon Steel A106 Gr. B.

3. Tidak membahas mengenai pengaruh pengurangan kerak terhadap

ketebalan pipa.

4. Konsentrasi larutan asam sitrat maksimal 5%.

5. Jumlah semua pengujian adalah 36 pengujian.

6. Tidak membahas lifetime material pipa Carbon Steel A106 Gr. B.

7. Debit maksimal 600 L/h.

8. Waktu yang digunakan 5 dan 10 menit.

9. Tidak membahas reaksi kimia.

4


5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kerak

Kerak merupakan suatu deposit dari senyawa-senyawa anorganik yang

mengendap dan membentuk timbunan kristal pada permukaan suatu substansi.

Terbentuknya kerak dikarenakan larutan telah mencapai keadaan lewat jenuh.

Dalam keadaan larutan lewat jenuh, beberapa molekul akan bergabung membentuk

inti kristal. Inti kristal tersebut akan larut kembali jika ukurannya lebih kecil dari

ukuran partikel kritis. Sebaliknya, kristal-kristal akan berkembang jika ukurannya

lebih besar dari partikel kritis. Apabila ukuran inti kristal menjadi lebih besar dari

inti kritis, maka pertumbuhan kristal akan dimulai, dari kristal kecil membentuk

kristal dengan ukuran yang lebih besar (penebalan lapisan kerak). Kristal-kristal

yang terbentuk mempunyai muatan ion lebih rendah dan cenderung menggumpal

sehingga terbentuklah kerak. Berikut kerak didalam pipa pada Gambar 2.1:

Gambar 2.1 Kerak di dalam Pipa

(Sumber: www.ahlisumur-professional.blogspot.com)

Kerak juga dapat terbentuk karena campuran air yang digunakan tidak sesuai.

Campuran air tersebut tidak sesuai apabila air berinteraksi secara kimia dan

mineralnya mengendap jika dicampurkan. Contoh tipe air yang tidak sesuai adalah

air laut dengan konsentrasi SO42- tinggi tetapi konsentrasi Ca2+ rendah dan air

6

formasi dengan konsentrasi SO42- sangat rendah tetapi konsentrasi Ca2+ tinggi.

Campuran air ini menyebabkan terbentuknya endapan CaSO4.

Berikut merupakan beberapa komponen khas kerak yang sering dijumpai

terdiri dari kalsium sulfat (CaSO4), kalsium karbonat (CaCO3), turunan dari

kalsium bikarbonat, kalsium dan seng fosfat, kalsium fosfat, sejumlah besar

kalsium, dan ortofosfat. Biasanya dikarenakan air yang terlalu sering dirawat, silika

dengan konsentrasi tinggi, besi dioksida, senyawa yang disebabkan oleh kurangnya

kontrol korosi atau alami berasal dari besi yang teroksidasi, besi fosfat, senyawa

yang disebabkan karena pembentukkan lapisan film dari inhibitor fosfat, mangan

dioksida (mangan teroksidasi tingkat tinggi), magnesium silika, silika, dan

magnesium (pada konsentrasi tinggi dengan pH tinggi), magnesium karbonat

(magnesium dengan konsentrasi tinggi dan pH tinggi serta CO2 tinggi) (Suharso &

Buhani, 2015).

Kerak yang terbentuk pada pipa akan memperkecil diameter dan menghambat

aliran fluida pada system perpipaan tersebut. Terganggunya aliran fluida dapat

menyebabkan suhu semakin naik dan tekanan semakin tinggi, maka kemungkinan

pipa akan pecah dan rusak. Penyebab langsung terbentuknya scale adalah

penurunan tekanan, perubahan temperatur, dan bercampurnya dua macam mineral

dengan kandungan susunan mineral yang tidak saling cocok (Syahri & Sugiarto,

n.d.). Silikon adalah unsur yang paling melimpah kedua dikerak bumi dan oksigen

adalah unsur yang paling melimpah sehingga tidak mengejutkan bahwa 88% dari

semua mineral berbentuk silikat. Di kerak bumi hampir 70% oksigen terikat dengan

silikon dan hampir semua mineral berbasis silikon memiliki oksigen di dalam

ikatannya (Setiawan, 2017).

Kerak dalam ukuran tertentu menyebabkan penampang pipa dimana fluida

dialirkan menjadi lebih kecil sehingga menyebabkan penurunan debit fluida yang

mengalir di dalam pipa dan berakibat memperpanjang waktu proses sehingga

menyebabkan biaya produksi meningkat. Penambahan ketebalan dinding pipa

akibat keberadaan massa kerak yang menempel akan menghambat proses

perpindahan panas secara konduksi sebab terhalang oleh lapisan kerak dan akan

terjadi penurunan efisiensi perpindahan panas dan selanjutnya menyebabkan

terjadinya pemborosan enerji (Mangestiyono, 2015). Penurunan tekanan dan

7

temperature air garam, yang akan menurunkan kelarutan garam (umumnya mineral

yang paling banyak mengendap adalah kerak karbonat seperti CaCO3). Proses acid

wash merupakan proses pembersihan kerak menggunakan larutan asam kerap

diterapkan pada peralatan industri, misalnya pada alat electrolyzer (Septiani, 2019).

2.2 Larutan Asam Sitrat

Larutan Citric Acid (Asam sitrat) merupakan asam organik lemah yang

ditemukan pada daun dan buah tumbuhan genus Citrus (jeruk-jerukan). Senyawa

ini merupakan bahan pengawet yang baik dan alami, selain digunakan sebagai

penambah rasa masam pada makanan dan minuman ringan. Dalam biokimia, asam

sitrat dikenal sebagai senyawa antara dalam siklus asam sitrat yang terjadi di dalam

mitokondria, yang penting dalam metabolisme makhluk hidup. Zat ini juga dapat

digunakan sebagai zat pembersih yang ramah lingkungan dan sebagai antioksidan.

Asam sitrat terdapat pada berbagai jenis buah dan sayuran. Namun, pada

jeruk lemon dan limau (misalnya jeruk nipis dan jeruk purut) ditemukan nilai

konsentrasi yang tinggi, yaitu mencapai 8% bobot kering. Rumus kimia asam sitrat

adalah C6H8O7 (strukturnya ditunjukkan pada tabel informasi di sebelah kanan).

Struktur asam ini tercermin pada nama IUPAC-nya, asam 2-hidroksi-1,2,3-

propanatrikarboksilat.

Sifat-sifat fisis asam sitrat dirangkum pada tabel di sebelah

kanan. Keasaman asam sitrat didapatkan dari tiga gugus karboksil COOH yang

dapat melepas proton dalam larutan. Jika hal ini terjadi, ion yang dihasilkan

adalah ion sitrat. Sitrat sangat baik digunakan dalam larutan penyangga untuk

mengendalikan pH larutan. Ion sitrat dapat bereaksi dengan banyak ion logam

membentuk garam sitrat. Selain itu sitrat dapat mengikat ion-ion logam dengan

pengkeletan, sehingga digunakan sebagai pengewet dan penghilang kesadahan air.

Pada temperatur kamar, asam sitrat berbentuk serbuk kristal berwarna putih.

Serbuk kristal tersebut dapat berupa bentuk anhydrous (bebas air), atau bentuk

monohidrat yang mengandung satu molekul air untuk setiap molekul asam sitrat.

Bentuk anhydrous asam sitrat mengkristal dalam air panas, sedangkan bentuk

monohidrat didapatkan dari kristalisasi asam sitrat dalam air dingin. Bentuk

monohidrat tersebut dapat diubah menjadi bentuk anhydrous dengan pemanasan di

8

atas 74 °C. Secara kimia, asam sitrat bersifat seperti asam karboksilat lainya. Jika

dipanaskan di atas 175 °C, asam sitat terurai dengan melepaskan karbondioksida

dan air.

2.3 Larutan Asam Sulfamat

Asam sulfamat adalah senyawa molekuler dengan rumus H3

NSO 3. Senyawa tak berwarna dan larut dalam air ini menemukan banyak aplikasi.

Asam sulfamat mencair pada 205 °C sebelum terurai pada suhu yang lebih tinggi

menjadi air, belerang trioksida, belerang dioksidadan nitrogen. Asam sulfamat

(H3 NSO3) dapat dianggap sebagai senyawa antara antara asam sulfat (H2 SO4)

dan sulfamida (H4 N2 SO2), yang secara efektif menggantikan gugus hidroksil (-

OH) dengan amina (-NH2) kelompokkan pada setiap langkah. Pola ini tidak dapat

meluas lebih jauh di kedua arah tanpa merusak bagian sulfonyl (–SO2-

). Sulfamat adalah turunan dari asam sulfamat.

Asam sulfamat digunakan sebagai zat pembersih asam, terkadang murni atau

sebagai komponen campuran eksklusif, biasanya untuk logam dan keramik. Sering

digunakan untuk menghilangkan karat dan limescale, menggantikan asam klorida

yang lebih mudah menguap dan mengiritasi. Bila dibandingkan dengan sebagian

besar asam mineral yang umum, asam sulfamat memiliki sifat kerak air yang

diinginkan, volatilitas rendah dan toksisitas rendah. Asam sulfamat membentuk

garam kalsium dan besi yang larut dalam air.

Asam sulfamat lebih disukai daripada asam klorida dalam penggunaan rumah

tangga, karena keamanan intrinsiknya. Apabila dicampur dengan cara yang salah

dengan produk berbasis hipoklorit seperti pemutih, Asam sulfamat tidak

membentuk gas klor, sedangkan asam yang paling umum adalah reaksi (netralisasi)

dengan amonia, menghasilkan garam. Asam sulfamat juga diaplikasikan dalam

pembersihan industri peralatan susu dan tempat pembuatan bir. Meskipun dianggap

kurang korosif dibandingkan asam klorida, inhibitor korosi sering ditambahkan ke

pembersih komersial yang merupakan komponennya. Asam sulfamat dapat

digunakan untuk membersihkan kerak rumah kopi, mesin espresso dan pembersih

gigi tiruan.

9

2.4 Scale

Scale adalah deposit atau endapan keras dari mineral (ion) yang bersifat

unorganic dan menempel pada logam atau permukaan fasilitas oil dan gas

production system. Pengendapan scale merupakan suatu proses kristalisasi yang

kompleks. Umumnya air mengandung ion-ion yang larut dan dalam jumlah yang

banyak. Kombinasi dari ion-ion akan membentuk persenyawaan yang mempunyai

daya larut yang rendah di dalam air. Ketika air yang melarutkan senyawa tersebut

telah jenuh, maka senyawa akan diendapkan sebagai solid. Senyawa ini biasanya

berupa senyawa karbonat, silikat maupun fosfat/sulfat. Untuk daerah operasi

onshore biasanya senyawa yang terbentuk adalah jenis kalsium karbonat, sementara

itu untuk daerah operasi offshore seperti di Laut Utara sering ditemui deposit berupa

barium sulfat. Senyawa karbonat memiliki keunikan dimana pada suhu yang tinggi

kelarutannya dalam air cenderung mengendap. Tingkat kecenderungan

terbentuknya scale pada suatu formasi biasannya ditentukan/diukur dalam skala

scale index. Scale index didapat dari sampling air atau melalui analisa laboratorium.

Senyawa – senyawa yang ada dalam sampling air tersebut akan dianalisa

kesetimbangannya untuk menentukan tendensi terbentuknya scale (Zahroh, 2017).

2.4.1 Penyebab Terjadinya Endapan Scale

Scale merupakan kristalisasi dan pengendapan mineral yang berasal dari

hasil reaksi ion-ion yang terkandung dalam air formasi. Pengendapan dapat terjadi

di dalam pori-pori batuan formasi, lubang sumur bahkan peralatan permukaan.

Berikut merupakan beberapa penyebab terjadinya endapan scale, yaitu :

1. Bercampurnya dua jenis Air yang Berbeda

Dua jenis air yang sebenarnya tidak mempunyai kecenderungan

untuk membentuk scale, bila bercampur kemungkinan membentuk suatu

komponen yang tidak larut. Contoh yang umum adalah pencampuran antara

air injeksi dengan air formasi di bawah sumur, dimana yang satu

mempunyai kelarutan garam-garam barium yang tinggi, sedangkan yang

lainnya mengandung larutan sulfate.

Pencampuran ini akan mengakibatkan pembentukan endapan

barium sulfate (BaSO4) yang dapat menyumbat dan sulit untuk dibersihkan.

Endapan carbonate dan sulfate akan menjadi lebih keras dan makin

10

bertambah apabila larutan mineralnya dalam keadaan bersentuhan (kontak)

dengan permukaan dalam waktu yang lama.

2. Penurunan Tekanan

Dengan diproduksinya fluida formasi secara terus menerus tentu

akan menyebabkan turunnya tekanan formasi. Penurunan tekanan ini terjadi

pada formasi ke dasar sumur, dari dasar sumur ke permukaan dan dari Well

Head ke Mani Fold. Dengan turunnya tekanan ini akan menyebabkan

terlepasnya CO2 dari ion-ion bikarbonat. Adanya gas CO2 didalam air akan

membentuk suatu asam yang disebut asam karbonat. Perubahan tekanan

yang terjadi pada reservoir secara langsung akan berpengaruh terhadap

tekanan parsial CO2, merupakan hasil kali komposisi mol CO2 dengan

tekanan total. Jumlah gas CO2 yang terlarut dalam air sebanding dengan

tekanan parsialnya, sehingga bila tekanan naik maka tekanan parsial CO2

juga naik dan kelarutan gas CO2 juga meningkat. Sebaliknya jika tekanan

CO2 turun akan menyebabkan berkurangnya kelarutan CaCO3, sehingga

kemungkinan terbentuknya scale CaCO3 akan meningkat (Ali, 2016).

3. Perubahan Temperatur

Pada saat terjadi perubahan (kenaikan) temperatur, maka akan

terjadi penguapan, sehingga terjadi perubahan kelarutan, dan hal ini akan

mengakibatkan terjadinya pembentukan scale. Temperatur mempunyai

pengaruh pada pembentukan semua tipe scale, karena kelarutan suatu

senyawa kimia sangat tergantung pada temperatur. Misalnya kelarutan

CaCO3 akan berkurang dengan kenaikan temperatur dan kemungkinan

terbentuknya scale CaCO3 semakin besar.

2.4.2 Penyebab Terjadinya Proses Kristalisasi

Ada tiga kondisi yang menyebabkan terjadnya proses kristalisasi dari

senyawa – senyawa air :

1. Supersaturation (Larutan lewat jenuh)

Supersaturation adalah larutan yang mengandung senyawa-senyawa yang

dapat larut dalam jumlah konsentrasi tinggi (jenuh) dibandingkan dengan

konsentrasi seimbang. Supersaturation dapat terjadi akibat adanya perubahan

11

(kenaikan) Ph Air, perubahan tekanan air, perubahan agitasi, campuran air yang

tidak kompatibel. Contoh gambar supersaturation pada Gambar 2.2.

2. Nucleation (Pengintian)

Nucleation merupakan awal terbentuknya endapan yang terjadi dalam

campuran yang jenuhnya mempunyai ion-ion di dalamnya. Ion-ion tersebut

berada dalam gerakan yang konstan bergerak ke dalam dan keluar yang

disebabkan oleh pengaruh bidang ion yang lain. Ion dipenuhi tenaga listrik dan

akibatnya ditarik ke ion yang mempunyai tenaga listrik yang berlawanan,

sehingga terbentuk kelompok-kelompok ion yang disebut “cluster”. Gabungan

cluster yang terjadi secara terus menerus menjadi lebih besar dan disebut

crystallites. Proses terbentuknya crystallites disebut nucleation. Apabila proses

nucleation telah mencapai tahap crystallite, proses akan berlanjut sampai

menghasilkan crystal. Berikut contoh nucleation pada Gambar 2.3:

Gambar 2.2 Cluster CaCO3 Aragonite

(Sumber: www.wikipedia.org)

Gambar 2.3 Cluster CaCO3 Calcite

(Sumber: www.alamy.com)

12

Gambar 2.4 Calcite Crystall

(Sumber: rockyroadminerals.com)

3. Contact time and Crystal growth

Contact time yang cukup diantara supersaturation dan tempat

terjadinya nucleation pada permukaan logam diperlukan dalam

pembentukan scale dari proses supersaturation dan proses nucleation.

Waktu yang dibutuhkan bervariasi tergantung kepada temperature,

pressure, agitation, tipe mineral, semakin kecil tingkat daya larutnya,

semakin sedikit waktu yang dibutuhkan. Untuk derajat

supersaturation, semakin tinggi derajatnya semakin pendek contact

time. Semua variable di atas memiliki pengaruh pada mekanisme

pertumbuhan crystal. Contoh calcite crystall pada Gambar 2.4.

2.4.3 Jenis – Jenis Scale

Jenis scale yang umumnya ditemukan di oil dan gas production system

yaitu:

a. Calcium Carbonate atau calcite (CaCO3)

Ketidakstabilan air formasi dapat mengakibatkan menurunnya tekanan

pada sistem, lepasnya CO2 yang terlarut dalam air, naiknya pH air, dapat

menyebabkan terbentuknya calcium carbonate. Calcium carbonate adalah

senyawa kimia dengan formula CaCO3. Scale jenis Calcium Carbonate atau

calcite terbentuk dari kombinasi ion calcium dengan ion bicarbonate

Ca++ + 2(HC03-) Ca (HCO3)2

Ca (HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O

Berikut contoh gambar calcium carbonate pada Gambar 2.5:

13

Gambar 2.5 Calcium Carbonate

(Sumber: https://docplayer.info)

Kondisi yang berpotensi untuk terbentuknya CaCO3 yaitu kenaikan

temperature, kenaikan pH, penurunan tekanan, dan penurunan Total

Dissolved Solid (TDS).

b. Calcium Sulfate atau Gypsum (CaSO4.2H2O)

Calcium Sulfate adalah salah satu contoh mineral dengan kadar

kalsium yang mendominasi pada mineralnya. Calcium sulfate scale dapat

terjadi apabila ada penurunan tekanan dalam sistem dan temperature

dibawah 100oF (semakin tinggi temperature, maka semakin kurang

kemungkinan gypsum scale terjadi). Berikut contoh calcium sulfate pada

Gambar 2.6:

Gambar 2.6 Calcium Sulfate

( Sumber :www.iqshalahuddin.wordpress.com)

c. Barium Sulfate (BaSO4)

Bercampurnya incompatible water pada umumnya kebanyakan air

formasi mengandung barium dan strontium. Jika bercampur dengan air laut

yang banyak mengandung sulfate akan menyebabkan terbentuknya scale

tipe barium sulfate. Berikut contoh barium sulfate pada Gambar 2.7:

14

Gambar 2.7 Barium Sulfate

(Sumber: www.fqechemicals.com)

d. Iron Compound

Iron Compound seperti FeCO3 (iron carbonate), Fe2O3 (iron oxide),

dan FeS2 (iron sulfide).

● CO2 bereaksi dengan iron membentuk scale FeCO3 (siderite). Scale ini

tergantung pada kondisi pH air (pH ≥ 7 mudah terbentuk).

● H2S akan membentuk iron sulfide (FeS2) dan membentuk scale yang tipis. Iron

sulfide membentuk “black water” dan mudah dikenali dengan melihat

warnanya. Iron sulfide tergantung pada kondisi pH dan konsentrasi H2S.

● Iron scale dapat juga dibentuk oleh bakteri gallionella ferruginea. Bakteri ini

akan mengambil Fe++ dari air dan mengendapkan Fe++.

Tabel di bawah ini memperlihatkan pengaruh kelarutan oleh temperature

atau pressure pada beberapa jenis scale :

Cara pembacaan : (contoh gypsum)

Kelarutan air formasi terhadap gypsum akan meningkat pada kenaikan

T (temperature) dan meningkat pada kenaikan P (pressure):

Tabel 2.1 Pengaruh Kelarutan oleh Temperature (T) dan Pressure (P) pada

jenis scale

SCALE T P

Calcite (CaCO3) ↓ ↑

Gypsum (CaSO4.2H2O) ↑ ↑

Hemyhidrate (CaSO4.1/2H2O) ↑ ↑

Anyhidrate (CaSO4) ↓ ↑

Barite (BaSO4) ↑ ↑

Celestite (SrSO4) ↓ ↑

15

Jika temperature Gypsum, Hemyhidrate, dan Barite naik (↑) maka

pressurenya juga akan naik (↑). Berbeda dengan Calcite, Anyhidrate, dan Celestite,

apabila temperaturnya menurun (↓) maka pressurenya akan naik (↑).

2.4.4 Tanda – Tanda Terjadinya Scale

Ada beberapa cara untuk mengetahui terjadinya scale yaitu sebagai

berikut :

1. Semakin besar Ph

Semakin besar pH cairan, maka akan mempercepat terbentuknya scale.

Scale biasanya terbentuk pada kondisi basa (pH≥7).

2. Terjadinya Agitasi (Pengadukan)

Pengadukan atau goncangan akan mempercepat terbentuknya endapan

scale. Scale biasanya terbentukpada tempat dimana factor turbulensi besar,

seperti sambungan pipa, valve, dan daerah-daerah penyempitan aliran.

3. Kelarutan Zat Padat

Kelarutan zat padat yang dikandung oleh air sangat berperan dalam

pembentukan scale, sebab bila kelarutan zat padat rendah atau kecil, maka

kemungkinan untuk terbentuknya scale akan semakin besar.

2.4.5 Problem Scale pada Oil & Gas Production System

Problem scale akan terjadi selama fluida yang diperoduksi reservoir

mengandung air. Ketika umur well (sumur) bertambah tua dan sekian banyak

hidrokarbon diproduksi dari reservoir, maka kolam air akan naik dan well (sumur)

mulai memproduksi air. Kondisi tersebut akan berpotensi meningkatkan

pengendapan scale.

Pada oil & gas production system tempat-tempat yang berpotensi terjadinya scale

adalah:

• Wellbore

• Well tubular

• Choke

• Flow Line/Production

• Production Separator

• Tank

16

• Waterline

Problem umum yang diakibatkan oleh scale formation adalah:

• Berkurangnya produksi

• Wellplugging

• Mengurangi kapasitas pipa

• Meningkatkan resiko kecelakaan dan operasi

• Biaya operasi menigkat

2.4.6 Cara Mengatasi Problem Scale

Ada beberapa cara untuk mengatasi problem scale yaitu :

1. Penambahan larutan EDTA ( Ethylene Diamine Tetra Acetic )

2. Acidizing (Penambahan larutan HCl atau HCl:HF)

Scale juga dapat dihilangkan dengan cara penambahan asam. Kalsium karbonat

larut di dalam asam klorida, asam format, asam asetat dan asam sulfamic. Asam

klorida bisa digunakan untuk menghilangkan scale CaCO3 akan tetapi harus

mengandung salah satu sequestering agents seperti asam asetat, asam oksalat atau

asam glukonat untuk mencegah presipitas besi yang tidak diinginkan.

3. Menambahkan Inhibitor

Pembentukan scale dapat dicegah dengan menambahkan inhibitor. Berbagai

senyawa telah diketahui efektif menghambat pembentukan scale dengan cara

menghilangkan ion pembentuk scale dan padatan tersuspensi dari air. Inhibitor

anorganik yang umum digunakan adalah natrium hexametaphosphate dan natrium

tripolyphosphate.Inhibitor ini efektif pada konsentrasi rendah (2-5 ppm untuk

CaC03 dan 10-12 ppm untuk CaS04). Namun inhibitor hexametaphosphate akan

membentuk orthophosphate yang tidak diinginkan di atas temperatur 140°F

(59.5°C). Inhibitor scale organik contohnya adalah aminotrimethylene phosphoric

acid (ATMP). Inhibitor ini stabil hingga temperatur 250°F (120°C) dan pada semua

nilai pH.

2.4.7 Pencegahan Scale

Ada beberapa cara untuk mencegah terjadinya scale yaitu :

1. Menghindari tercampurnya air yang incompatible (tidak boleh tercampur).

17

2. Mengubah komposisi air dengan water dilution (pengencer air) atau mengontrol

pH.

3. Menghilangkan zat pembentuk scale.

4. Penambahan scale control chemical.

2.4.8 Scale Removal

Treating untuk scale adalah suatu proses yang agak rumit karena

memerlukan perhatian yang berlebih. Problem scale idealnya diatasi lebih awal

karena apabila itu tidak dilakukan, problem pada downhole dan pembersihan di

permukaan akan menghadang. Metode yang umum dan paling baik digunakan

untuk mencegah dan mengontrol pengendapan scale adalah scale inhibitor. Scale

inhibitor dapat mengganggu scale deposit. Untuk menghilangkan Calcium

Carbonate atau Magnesium hydroxide scales, sirkulasi larutan asam yang dihambat

(HCl, H2SO, C6H8O7 (asam sitrat) or HSO3NH2). Menambahkan inhibitor ke

asam pada dasarnya untuk mengurangi efek korosifnya pada logam (Majeed, 2010).

Berikut contoh scale inhibitor pada Gambar 2.8:

Gambar 2.8 Chemical Jenis Scale Inhibitor

(Sumber: PK Teknik Produksi Migas,2013)

Ada beberapa treatment scale inhibitor yang sering digunakan antara lain:

a. Injeksi Surface

Yaitu injeksi scale inhibitor secara terus menerus di permukaan, meliputi injeksi

pemipaan, gas boot, well head, dan sebagainya.

b. Injeksi Downhole

Yaitu injeksi scale inhibitor secara terus menerus dengan tujuan melindungi

tubing/pompa dengan cara menyuntikan chemical ke dasar sumur/formasi.

c. Injeksi Squeeze

18

Yaitu injeksi scale inhibitor secara batch. Diinjeksikan ke dalam formasi dalam

jumlah besar sebanyak satu kali dalam 6 sampai 12 bulan dan secara perlahan akan

tersedot ke permukaan.

Banyaknya scale inhibitor yang digunakan berkisar antara 2 hingga 20 ppm dari

air yang terproduksi. Efektifitas scale inhibitor biasanya diukur dengan

menggunakan scale coupon, dimana semakin besar pertambahan berat scale

coupon yang ditanam, maka pertumbuhan scale semakin ganas atau scale inhibitor

semakin kurang kinerjanya (Amin, 2013).

Scale Coupon adalah sebuah alat berupa lembaran besi seukuran 2 x 1 “ dengan

lubang - lubang yang beraneka ukuran, yang dipasang secara melintang pada aliran.

Lubang – lubang ini akan tertutup oleh scale dengan bertambahnya waktu.

Penambahan berat akibat terbentuknya scale dinyatakan dalam satuan mgpsdfd (

miligramper square feet per day/ milligram scale yang terbentuk per kaki persegi

per hari).

Chemical jenis ini menggunakan satu atau lebih dari tiga cara dalam proses

kerjanya :

a. Mengganggu Proses Nucleation

Pada proses ini ion – ion inhibitor dengan ukuran cukup besar mampu

mengganggu scalling cluster dan mencegahnya untuk tumbuh dan membentuk

crystallities.

b. Mengganggu Pertumbuhan Crystal

Pada proses ini inhibitor dengan jumlah sedikit harus mampu mengganggu

pertumbuhan kristal yang terjadi di tempat tertentu.

c. Memodifikasi Permukaan Crystal

19

Gambar 2.9 Contoh Material Data Sheet

(Sumber: PK Teknik Produksi Migas,2013)

2.5 Konsentrasi Larutan

Banyak reaksi kimia lebih suka dilakukan dalam larutan dibanding dalam zat

murninya. Larutan adalah campuran yang homogen, sampai ke tingkat molekular,

dari dua atau lebih zat. Larutan sederhana biasanya terdiri dari satu zat terlarut dan

zat lain yang disebut dengan pelarut. Larutan yang dibuat di laboratorium biasanya

berbentuk cairan, dan seringkali pelarut yang digunakan adalah air. Larutan dengan

pelarut air disebut dengan larutan aqueous (aq). Sebagai contoh larutan asam

20

hidroklorik dapat dibuat dengan melarutkan hidrogen klorida ( HCL berbentuk gas

pada tekanan udara dan temperatur ruang) dalam air. Larutan sodium hidroksida

dibuat dengan melarutkan padatan NaOH kedalam air. Kita sering kali

menggunakan larutan untuk mensuplai reaktan dalam reaksi kimia. Larutan

memungkinkan pencampuran secara rapat zat-zat yang direaksikan sampai tingkat

molekul, jauh lebih baik dibandingkan pada fasa padat. Kita terkadang mengatur

konsentrasi larutan untuk mempercepat atau memperlambat suatu reaksi. Pada

bagian ini kita akan mempelajari cara menyatakan jumlah berbagai komponen yang

ada dalam larutan. Konsentrasi larutan dapat dinyatakan dalam jumlah zat terlarut

tiap berat atau volume larutan, atau jumlah zat terlarut pada sejumlah berat atau

volume pelarut.

2.5.1 Mol

Mol adalah satuan pengukuran dalam Sistem Satuan Internasional (SI)

untuk jumlah zat. Satuan ini didefinisikan sebagai jumlah zat kimia yang

mengandung jumlah partikel representatif, misalnya atom, molekul, ion, elektron,

atau foton. Berikut rumus 2.1 adalah perhitungan mencari mol:

n = �� ....................................................................................................(2.1) Keterangan:

n = mol

gr = gram

Mr = Massa relative

2.5.2 Molaritas

Molaritas (M) atau konsentrasi molar, adalah satuan yang umum dipakai

untuk menyatakan konsentrasi suatu larutan. Molaritas didefinisikan sebagai

jumlah mol zat terlarut pada tiap liter larutan. Berikut rumus 2.2 adalah perhitungan

mencari Molaritas adalah

Molaritas = �� ..................................................(2.2)

Untuk menyiapkan satu liter larutan satu molar, satu mol zat terlarut

diletakan dalam labu volumetric satu liter, tambah pelarut secukupnya terlebih

dahulu dan kocok, kemudian tambah pelarut sampai tepat 1 liter. Siswa biasanya

membuat kesalahan dengan mengasumsikan larutan 1 molar, berisi 1 mol zat

21

terlarut dalam 1 liter pelarut. Bukan demikian yang benar, karena 1 liter pelarut

ditambah 1 mol zat terlarut umumnya memiliki volume total lebih dari 1 liter. Suatu

larutan 0.100 M berisi 0.100 Mol zat terlarut dalam 1 liter larutan pada Gambar

2.10:

(a) (b) (c)

Gambar 2.10 Penyiapan Larutan

(Sumber: Jurnal CPEAA Qonita Zahroh 2017)

Gambar 2.10 Penyiapan larutan 0.0100 M KMnO4 (kalium permanganate). 250

mL larutan sampel KMnO4 0.0100 M berisi 0.395 g KMnO4 ( 1 mol = 158 g)

a) 0.395 g KMnO4 ( 0.00250 mol) ditimbang dengan hati- hati dan dimasukkan ke

dalam labu voumetrik 250 mL.

b) KMnO4 dilarutkan dalam air.

c) Ditambahkan H2O ke dalam labu sampai volume 250 mL. Labu kemudian

ditutup dan isinya dikocok agar menghasilkan larutan yang homogen.

Air adalah pelarut yang paling banyak dijumpai. Kecuali bila dituliskan, maka

kita menganggap air adalah pelarutnya. Jika pelarutnya bukan air, kita harus

menyatakannya dengan ekplisit.

2.5.3 Pengenceran Larutan

Definisi molaritas adalah jumlah mol zat terlarut dibagi dengan volume

larutan dalam liter.

22

Molaritas = jumlah mol zat terlarutjumlah liter larutan

Dengan mengalikan kedua sisi dengan volumenya, diperoleh :

volume "L$ × molaritas = jumlah mol dari zat terlarut Mengalihkan konsentrasi molar dengan volume larutannya (dalam liter)

akan menghasilkan jumlah zat terlarut dalam larutan.Bila kita mengencerkan

larutan dengan menambahkan pelarut, jumlah zat terlarut di dalamnya tidak akan

berubah. Tetapi volume dan konsentrasi larutan yang berubah. Karena jumlah mol

zat terlarut tetap, tetapi dibagi dengan volume yang lebih besar, maka molaritasnya

akan turun. Subcript 1 digunakan untuk menunjukan konsentrasi awal, dan subcript

2 untuk menunjukan konsentrasi larutan yang telah diencerkan, maka berikut rumus

2.3 :

Volume1 × Molaritas1 = Volume2 × Molaritas2

Atau

V1 x M1 = V2 x M2......................................................................(2.3) Keterangan:

V1 = volume 1

V2 = volume 2

M1 = molaritas 1

M2 = molaritas 2

2.6 Komposisi Larutan

Larutan campuran asam sitrat dan asam sulfamat mempunyai komposisi dari

beberapa kandungan senyawa kimia yang lain. Komposisi larutan asam sitrat dan

asam sulfamat adalah asam sitrat, asam sulfamat, aquadest, isopropanol, surfactan,

dan HCl. Larutan asam sitrat dan asam sulfamat yang dibuat sebanyak 30 liter.

2.7 Massa Relative

Massa molekul relatif (Ar) atau disebut pula massa molekul (m) adalah massa

suatu molekul, yang diukur dalam satuan massa atom (u atau Da). Molekul berbeda

dengan senyawa yang sama mungkin memiliki massa molekul yang berbda karena

mengandung isotop dari suatu unsur yang berbeda. Kuantitas terkait yakni massa

23

molekul relatif, seperti yang didefinisikan oleh IUPAC, adalah rasio massa molekul

terhadap satuan massa atom dan tidak memiliki satuan.

Massa relative (Mr) adalah jumlah total dari massa molekul relatif (Ar).

Kandungan senyawa kimia dari larutan adalah asam sitrat (C6H8O7), asam

sulfamat (H3NSO3), isopropanol (C3H8O), surfactan CHNaO, HCl, dan H2O.

Untuk massa molekul relatif (Ar) dari senyawa kimia larutan diatas merupakan C

= 12, H = 1, O = 16, N = 14, S = 32, Na = 23, dan Cl = 35. Jadi massa relative (Mr)

larutan tersebut adalah 455.

2.8 Pengaruh Larutan Terhadap Kerak

Penghambatan pertumbuhan kristal tampaknya menjadi metode yang paling

efisien mengendalikan kerak CaCO3, CaF2, CaSO4, 2H2O dan BaSO4. Efektivitas

inhibitor kerak tergantung pada kemampuan sebuah aditif untuk mengganggu

langkah-langkah pembentukan kerak, yaitu baik dengan langkah nukleasi atau

dengan pertumbuhan kristal (Tzotzi dkk., 2007). Asam malat dengan gugus

karboksilat ganda juga menunjukkan pengaruh yang signifikan terhadap morfologi

kristal. Asam malat mempengaruhi morfologi kristal bahkan pada konsentrasi

sangat rendah.Konsentrasi asam malat dan pH awal larutan penting bagi morfologi

akhir dari CaCO3. Mao dan Huang dalam percobaannya membuat konsentrasi

CaCl2 dan urea adalah tetap pada masing-masing 0,1 dan 0,6 M, pH awal adalah

bervariasi antara 7sampai dengan 11,5, konsentrasi asam malat [MA] divariasi dari

0 sampai 40mM dan waktu aging bervariasi 1 sampai 12 jam. Sehubungan dengan

dampak yang ditimbulkan kerak sangat merugikan, maka pertumbuhan kerak harus

dicegah ataupun dihambat pertumbuhannya.

24


25

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Penelitian

Mulai

Identifikasi dan

Merumuskan Masalah

Pengujian Lab Jenis

Scale Yang Ada

Dengan Pengujian

SEM

Studi Literatur

Pengumpulan Data Data

Primer

Data

Sekunder

Studi Lapangan

Penentuan

Konsentrasi Larutan

Asam Sitrat Dan

Asam Sulfamat

Pengolahan Data

Pembersihan Scale

Yang Ada

Alat Uji

Pembersih

Scale

Analisa Teknis Analisa Ekomomis

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Gambar 3.1 Diagram Alir Proses Pengerjaan Penelitian

26

3.2 Tahap Identifikasi Awal

Tahap identifikasi awal ditujukan untuk mendapatkan data dan informasi

yang digunakan penelitian ini dikumpulkan melalui :

a. Studi Laboratorium (laboratory research)

Pada tahap ini dilakukan pengamatan secara langsung terhadap larutan,

material pipa, dan alat alat yang siap digunakan untuk pengujian. Data dan

informasi diperoleh dari pembimbing kampus PPNS (Politeknik Perkapalan

Negeri Surabaya).

b. Studi Literatur (library research)

Pada tahap ini dilakukan pengumpulan teori dan jurnal yang berhubungan

dengan penelitian ini. Pengumpulan teori dan jurnal tersebut digunakan sebagai

acuan dalam menganalisa tentang scale.

3.3 Tahap Pengumpulan Data

Data–data yang diperlukan untuk penelitian ini yaitu data primer dan data

sekunder yang selanjutnya akan dijelaskan sebagai berikut:

3.3.1 Data Primer

Data primer merupakan data yang didapatkan secara langsung oleh peniliti.

Data primer dalam penelitian ini sebagai berikut :

a. Sample scale.

b. Sample larutan Asam Sitrat dan Asam Sulfamat.

3.3.2 Data Sekunder

Data sekunder merupakan data yang didapatkan dari sumber yang sudah ada.

Data sekunder dalam penelitian ini sebagai berikut :

a. Jenis scale yang terbentuk.

b. Material Pipa.

3.4 Pengujian Lab

Pada tahap ini pengujian dilakukan di lab yang bertujuan untuk mengetahui

proses pengaruh penambahan larutan asam sitrat terhadap pengurangan kerak pada

pipa 2” di Laboratorium Kimia PPNS dengan menggunakan beberapa alat sebagai

berikut:

27

1. Alat dan Bahan:

- Pipa berkerak berjumlah 36

- Gelas Ukur

- Timbangan

- Jangka Sorong

- Pompa Aquarium

- Pipa PVC

- Selang

- Air

- Larutan Scale Removal

- Timba

2. Langkah Kerja Pembersihan Kerak dengan Scale Removal

a. Menimbang pipa sebelum pengujian.

b. Mengukur diameter pipa (ID) sebelum pengujian.

c. Memfoto pipa bagian dalam sebelum pengujian.

d. Mencatat hasil menimbang pipa dan mengukur diameter (ID) pipa sebelum

pengujian.

e. Menyiapkan 6000 ml air pada timba.

f. Mencampurkan 3%, 4%, 5% scale removal dengan menggunakan gelas ukur

pada timba yang berisikan air 6000 ml.

g. Memasukkan pompa aquarium didalam timba, lalu pompa tersebut dihubungkan

dengan pipa PVC.

h. Menghubungkan pipa PVC dengan pipa yang diujikan.

i. Mengatur debit pompa aquarium 200 L/h, 400 L/h, dan 600 L/h.

j. Menyalakan pompa aquarium, dan menunggu dengan waktu yang sudah

ditentukan 5 menit, dan 10 menit.

k. Menimbang pipa sesudah pengujian.

l. Mengukur diameter pipa (ID) sesudah pengujian.

m. Memfoto pipa bagian dalam sesudah pengujian.

n. Mencatat hasil menimbang pipa dan mengukur diameter (ID) pipa sesudah

pengujian.

28

3.5 Penentuan Larutan Asam sitrat

Penentuan larutan asam sitrat dan asam sulfamat ini beracuan dengan

penelitian yang sudah dilakukan. Dengan cara memvariasikan konsentrasi larutan

asam sitrat dan asam sulfamat.

3.6 Pengambilan Data Percobaan

Tahap pengambilan data percobaan ini dilakukan 2 kali yaitu pengambilan

data di lapangan dan pengambilan data di Lab. Pengambilan data ini dengan cara

mengamati pengaruh proses penambahan larutan asam sitrat dan asam sulfamat

terhadap pengurangan kerak dengan memvariasikan konsentrasi larutan asam sitrat

dan asam sulfamat, flow meter, material.

1. Konsentrasi

Konsentrasi scale removal yang dipilih untuk penelitian adalah 3%, 4%, 5%.

Konsentrasi scale removal maksimal 5% karena chemical scale removal itu dari

HCL. Sedangkan HCL sangat korosif terhadap logam sehingga bisa mempercepat

laju korosi. Oleh karena itu setelah diinjeksi dengan scale removal alangkah

baiknya diinjeksi dengan scale inhibitor.

2. Debit

Debit yang ditentukan untuk penelitian adalah 200 L/h, 400 L/h, 600 L/h.

Pemilihan debit meter menyesuaikan berdasarkan data penelitian dari Laboratorium

Kimia PPNS.

3. Waktu

Waktu yang digunakan adalah 5, dan 10 menit. Waktu tersebut divariasikan

dengan konsentrasi, flow meter, dan temperature untuk mendapatkan hasil

perbandingan yang lebih baik.

4. Sasaran

Sasaran dari pengujian ini adalah tingkat kebersihan pengangkatan kerak pada

pipa, membandingkan bobot pipa, mengukur ketebalan pipa sebelum dan sesudah

pengujian. Tingkat kebersihan dilihat dari semua hasil percobaan untuk

mendapatkan hasil perbandingan yang lebih baik.

29

3.7 Tahap Pengolahan Data

Tahap pengolahan data merupakan tindak lanjut dari pengumpulan data yang

selanjutnya dilakukan pengerjaan sebagai berikut :

1. Pengaruh Penambahan larutan asam sitrat dan asam sulfamat terhadap variasi

konsentrasi.


debit.


waktu.

4. Pengaruh Penambahan larutan asam sitrat dan asam sulfamat terhadap bentuk

visual pipa sebelum dan setelah pengujian.

5. Menghitung perhitungan nilai ekonomis dari pengujian pembersihan pada

pipa.

3.8 Tahap Kesimpulan dan Saran

Tahap akhir dari penelitian ini yaitu membuat suatu hasil analisa mengenai

penelitian tersebut, sehingga dapat mengetahui pengaruh proses penambahan

larutan asam sitrat dan asam sulfamat terhadap pengurangan kerak di material Pipa

Carbon Steel A106 Gr. B.

3.9 Jadwal Penelitian

Pelaksanaan tugas akhir ini dimulai pada akhir semester 7 yang diawali dengan

pengajuan proposal tugas akhir dan pengerjaan efektif pada semester 8 selama

kurang lebih 6 bulan. Berikut jadwal penelitian pada tabel 3.1:

30

Tabel 3.1 Jadwal Penelitian

31

BAB 4

PEMBAHASAN

4.1 Data Penelitian

Tahap awal dari penelitian ini yaitu menentukan data yang akan digunakan

untuk membantu dalam pengerjaan tugas akhir ini. Data ini beberapa ditentukan

sesuai kondisi lapangan dan sebagian diambil dari standart yang digunakan. Hal ini

bertujuan agar data yang digunakan diharapkan sesuai dengan kondisi yang aktual.

4.2 Komposisi Kerak di Pipa

Setelah melakukan pengujian SEM – EDX di Laboratorium pada kerak

yang berada di dalam Pipa, didapatkan beberapa komposisi. Komposisi tersebut

diantaranya Fe, O, Si, dan C. Berikut gambar dari pengujian SEM – EDX:

Gambar 4.1: Kerak Pada Pipa dengan pembesaran 5000 x

Gambar 4.1 merupakan contoh kerak yang berada di dalam pipa dengan

pembesaran 5000x. Pembesaran dilakukan ketika pengujian SEM – EDX.

Pengujian SEM – EDX untuk mengetahui komposisi kerak yang berada didalam

Pipa.

32

Gambar 4.2: Komposisi Kerak Pada Pipa

Gambar 4.2 merupakan komposisi kerak yang didapatkan dari hasil

pengujian SEM adalah carbon (C), oxygen (O), silikon (Si), ferous (Fe). Komposisi

Carbon (C) ditunjukkan dengan warna merah, oxygen (O) dengan warna hijau,

silikon (Si) dengan warna ungu, dan ferous (Fe) dengan warna kuning.

4.3 Data Pengujian

Pada tahap data pengujian ini dilakukan sebanyak 36 kali di Laboratorium

Kimia PPNS. Pengujian tersebut menggunakan variasi konsentrasi, debit, waktu

dan temperature. Berikut tahapan untuk pengambilan data pengujian:

4.3.1 Konsentrasi larutan

Kosentrasi larutan yang digunakan untuk pengujian pembersihan kerak

pada pipa adalah 3%, 4%, dan 5%.

4.3.2 Debit

Debit untuk pengujian pembersihan kerak pada pipa adalah 200 l/h, 400 l/h,

dan 600 l/h.

4.3.2 Waktu

Waktu untuk pengujian pembersihan kerak pada pipa adalah 5 menit dan 10

menit.

33

4.4 Perhitungan Pengenceran

Untuk mendapatkan nilai pengenceran berikut tahapan perhitungan

pelarutan scale removal pada pipa dengan 6 L air:

1. Pelarutan Scale Removal Konsentrasi 3%

- Diketahui:

Massa = 13 kg = 13000 gram

Mr = 455

V = 30 L

n = �� =

+,---.// = 28,57 mol

Molaritas (3% dari 30 L) = �0 =

12,/4-.6 = 31,74 Molaritas

n (3% dari 13 Kg) = �� =

,6-.// = 0,86 mol

Molaritas (3% Asam Sitrat dan Asam Sulfamat)

= �0 =

-,27-,6 = 0,96 Molaritas

Pengenceran

- Diketahui:

M1 = 31,74 Molaritas

M2= 0,96 Molaritas

V1= ?

V2= 6000 ml

Pengenceran = M1 . V1 = M2 . V2

31,74 . V1 = 0,96 . 6000

V1 = -,67 8 7---

,+,4.

V1 = 181,47 ml


- Diketahui:


Mr = 455

34

V = 30 L

n = �� =

+,---.// = 28,57 mol

Molaritas (4% dari 30 L) = �0 =

12,/4+,1 = 23,81 Molaritas

n (4% dari 13 Kg) = �� =

/1-.// = 1,14 mol


= �0 =

+,+.+,1 = 0,95 Molaritas

Pengenceran

- Diketahui:


M2= 0,95 Molaritas

V1= ?

V2= 6000 ml


23,81 . V1 = 0,95 . 6000

V1 = -,6/ 8 7---

1,,2+

V1 = 239,4 ml


- Diketahui:


Mr = 455

V = 30 L

n = �� =

+,---.// = 28,57 mol

Molaritas (5% dari 30 L)

= �0 =

12,/4+,/ = 19,05 Molaritas

35

n (5% dari 13 Kg)

= �� =

7/-.// = 1,43 mol


= �0 =

+,.,+,/ = 0,953 Molaritas

Pengenceran

- Diketahui:


M2= 0,953 Molaritas

V1= ?

V2= 6000 ml


19,05 . V1 = 0,953 . 6000

V1 = -,6/, 8 7---

+6,-/

V1 = 300,16 ml

Dari perhitungan – perhitungan pengenceran larutan, diketahui bahwa Scale

Removal dengan konsentrasi 3% sebanyak 181,47 ml, 4% sebanyak 239,4, dan 5%

sebanyak 300,16 ml. Konsentrasi – konsentrasi tersebut kemudian dilarutkan

dengan air sebanyak 6000 ml untuk pengujian pembersihan kerak pada pipa.

4.5 Hasil Pembersihan Kerak

Setelah pengujian pembersihan kerak pada pipa akan mendapatkan hasil

pembersihan kerak pada pipa untuk pengurangan berat dan penambahan diameter.

4.5.1 Hasil pengurangan berat pipa

Hasil dari pengurangan berat didapatkan sebelum dan sesudah pengujian

pembersihan kerak pada pipa. Berikut hasil pengurangan berat pada Tabel 4.1:

36

Tabel 4.1 Hasil Pengurangan Berat Pipa

Pipa Konsentrasi Weight (gr)

Sebelum Sesudah Pengurangan Berat

Pipa 1

3%

431,1 430,6 0,5

Pipa 2 440,9 440,3 0,6

Pipa 3 444,2 443,6 0,6

Pipa 7 446,8 446,2 0,6

Pipa 8 445,3 444,6 0,7

Pipa 9 443,9 443,2 0,7

Pipa 13

4%

447,8 447,1 0,7

Pipa 14 442,9 442,2 0,7

Pipa 15 443,8 443 0,8

Pipa 19 440 439 1

Pipa 20 446,8 445,6 1,2

Pipa 21 438,9 437,6 1,3

Pipa 25

5%

438,5 437,2 1,3

Pipa 26 442,7 441,4 1,3

Pipa 27 441,7 440,3 1,4

Pipa 31 446,4 444,9 1,5

Pipa 32 446,6 445 1,6

Pipa 33 443,4 441,8 1,6

Tabel 4.1 menunjukkan hasil pengurangan berat pipa setelah dilakukan

pengujian pembersihan kerak pada pipa sebelum dan sesudah. Di konsentrasi

larutan 3% pengurangan berat paling tinggi yaitu 0,7 gram. Di konsentrasi larutan

4% pengurangan berat paling tinggi yaitu 1,3 gram. Di konsentrasi larutan 5%

pengurangan berat paling tinggi yaitu 1,6 gram. Jadi pengaruh tinggi konsentrasi

larutan asam sitrat dan asam sulfamat kerak yang terlarut semakin banyak terhadap

pengurangan berat pada pipa.

4.5.2 Hasil penambahan diameter dalam pipa

Hasil dari penambahan diameter didapatkan sebelum dan sesudah pengujian

pembersihan kerak pada pipa. Berikut hasil penambahan diameter pada Tabel 4.2:

37

Tabel 4.2 Penambahan Diameter Dalam Pipa

Pipa Konsentrasi ID (mm)

Sebelum Sesudah Penambahan Diameter

Pipa 1

3%

52,22 52,38 0,16

Pipa 2 52,09 52,27 0,18

Pipa 3 52,77 52,96 0,19

Pipa 7 52,46 52,64 0,18

Pipa 8 52,13 52,32 0,19

Pipa 9 51,83 52,03 0,2

Pipa 13

4%

52,3 52,53 0,23

Pipa 14 52,77 53,01 0,24

Pipa 15 51,29 51,54 0,25

Pipa 19 52,74 53,01 0,27

Pipa 20 52,88 53,16 0,28

Pipa 21 52,49 52,78 0,29

Pipa 22 52,43 52,72 0,29

Pipa 23 52,62 52,92 0,3

Pipa 24 52,46 52,78 0,32

Pipa 25

5%

52,11 52,42 0,31

Pipa 26 53,31 53,63 0,32

Pipa 27 52,93 53,26 0,33

Pipa 31 52,4 52,74 0,34

Pipa 32 52,58 52,93 0,35

Pipa 33 52,75 53,11 0,36

Tabel 4.1 menunjukkan hasil penambahan diameter dalam pada pipa setelah

dilakukan pengujian pembersihan kerak pada pipa sebelum dan sesudah. Di

konsentrasi larutan 3% penambahan diameter dalam paling tinggi yaitu 0,22 mm.

Di konsentrasi larutan 4% penambahan diameter dalam paling tinggi yaitu 0,32

mm. Di konsentrasi larutan 5% penambahan diameter dalam paling tinggi yaitu

0,36 mm. Jadi pengaruh tinggi konsentrasi larutan asam sitrat dan asam sulfamat

kerak yang terlarut semakin banyak terhadap penambahan diameter dalam pada

pipa.

4.6 Pengaruh Variasi

Hasil dari pengujian pembersihan kerak pada pipa berpengaruh pada

pengurangan berat dan penambahan diameter. Variasi yang digunakan adalah

konsentrasi, debit, waktu, dan temperatur.

38

4.6.1 Pengaruh variasi terhadap kerak pada pengurangan berat

Pengaruh variasi terhadap pengurangan berat didapatkan sebelum dan

sesudah pengujian pembersihan kerak pada pipa. Variasi yang digunakan untuk

pembersihan kerak pada pipa adalah konsentrasi, debit, waktu, dan temperatur.

Berikut pengaruh variasi terhadap pengurangan berat pada Tabel 4.3:

Tabel 4.3 Pengaruh Variasi Terhadap Kerak Pada Pengurangan Berat Pipa

Konsentrasi Waktu

(menit) Debit (L/h) Pengurangan berat (g) Kode (pipa)

3

5

200 0,5 1

400 0,6 2

600 0,6 3

10

200 0,6 7

400 0,7 8

600 0,7 9

4

5

200 0,7 13

400 0,7 14

600 0,8 15

10

200 1 19

400 1,2 20

600 1,3 21

5

5

200 1,3 25

400 1,3 26

600 1,4 27

10

200 1,5 31

400 1,6 32

600 1,6 33

Dari tabel 4.3 di atas pengaruh variasi terhadap kerak pada pengurangan

berat pipa didapatkan grafik sebagai berikut:

39

Grafik 4.1 Pengaruh Konsentrasi terhadap Pengurangan Berat Pipa

Grafik 4.1 menunjukkan hasil pengaruh konsentrasi larutan untuk debit 200

l/h dengan waktu 5 menit didapat pengurangan berat 3% sebesar 0,5 gram, 4%

sebesar 0,7 gram, dan 5% sebesar 1,3 gram terhadap pengurangan berat pipa.

Pengaruh konsentrasi larutan untuk debit 200 l/h dengan waktu 10 menit didapat

pengurangan berat 3% sebesar 0,6 gram, 4% sebesar 1 gram, dan 5% sebesar 1,5

gram terhadap pengurangan berat pipa. Pengaruh konsentrasi larutan untuk debit

400 l/h dengan waktu 5 menit didapat pengurangan berat 3% sebesar 0,6 gram, 4%



pengurangan berat 3% sebesar 0,7 gram, 4% sebesar 1,2 gram, dan 5% sebesar 1,6

gram terhadap pengurangan berat pipa. Pengaruh konsentrasi larutan untuk debit

600 l/h dengan waktu 5 menit didapat pengurangan berat 3% sebesar 0,6 gram, 4%



pengurangan berat 3% sebesar 0,7 gram, 4% sebesar 1,3 gram, dan 5% sebesar 1,6

gram terhadap pengurangan berat pipa. Jadi pengaruh tinggi konsentrasi larutan

akan banyak melarutkan kerak (scale) yang ada di dalam pipa.

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

3 4 5

Pe

ng

ura

ng

an

Be

rat

(g)

Konsentrasi (%)

Pengaruh Konsentrasi

Terhadap Pengurangan Berat Pipa

debit 200 l/h, waktu 5 menit






40

Grafik 4.2 Pengaruh Debit terhadap Pengurangan Berat Pipa

Grafik 4.2 menunjukkan hasil pengaruh debit untuk konsentrasi 3% dengan

waktu 5 menit didapat pengurangan berat 200 l/h sebesar 0,5 gram, 400 l/h sebesar

0,6 gram, dan 600 l/h sebesar 0,6 gram terhadap pengurangan berat pipa. Pengaruh

debit untuk konsentrasi 3% dengan waktu 10 menit didapat pengurangan berat 200

l/h sebesar 0,6 gram, 400 l/h sebesar 0,7 gram, dan 600 l/h sebesar 0,7 gram

terhadap pengurangan berat pipa. Pengaruh debit untuk konsentrasi 4% dengan

waktu 5 menit didapat pengurangan berat 200 l/h sebesar 0,7 gram, 400 l/h sebesar

0,7 gram, dan 600 l/h sebesar 0,8 gram terhadap pengurangan berat pipa. Pengaruh

debit untuk konsentrasi 4% dengan waktu 10 menit didapat pengurangan berat 200

l/h sebesar 1 gram, 400 l/h sebesar 1,2 gram, dan 600 l/h sebesar 1,3 gram terhadap

pengurangan berat pipa. Pengaruh debit untuk konsentrasi 5% dengan waktu 5

menit didapat pengurangan berat 200 l/h sebesar 1,3 gram, 400 l/h sebesar 1,3 gram,

dan 600 l/h sebesar 1,4 gram terhadap pengurangan berat pipa. Pengaruh debit

untuk konsentrasi 5% dengan waktu 10 menit didapat pengurangan berat 200 l/h

sebesar 1,5 gram, 400 l/h sebesar 1,6 gram, dan 600 l/h sebesar 1,6 gram terhadap

pengurangan berat pipa. Jadi pengaruh tinggi debit akan banyak melarutkan kerak

(scale) yang ada di dalam pipa.

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

200 400 600

Pe

ng

ura

ng

an

Be

rat

(g)

Debit (L/h)

Pengaruh Debit


konsentrasi 3 %, waktu 5 menit






41

Grafik 4.3 Pengaruh Waktu terhadap Pengurangan Berat Pipa

Grafik 4.3 menunjukkan hasil pengaruh waktu untuk konsentrasi 3%,

dengan debit 200 l/h didapat pengurangan berat 5 menit sebesar 0,5 gram, dan 10

menit sebesar 0,6 gram. Pengaruh waktu untuk konsentrasi 3%, dengan debit 400

l/h didapat pengurangan berat 5 menit sebesar 0,6 gram, dan 10 menit sebesar 0,7

gram. Pengaruh waktu untuk konsentrasi 3%, dengan debit 600 l/h didapat

pengurangan berat 5 menit sebesar 0,6 gram, dan 10 menit sebesar 0,7 gram.

Pengaruh waktu untuk konsentrasi 4%, dengan debit 200 l/h didapat pengurangan

berat 5 menit sebesar 0,7 gram, dan 10 menit sebesar 1 gram. Pengaruh waktu untuk

konsentrasi 4%, dengan debit 400 l/h didapat pengurangan berat 5 menit sebesar

0,7 gram, dan 10 menit sebesar 1,2 gram. Pengaruh waktu untuk konsentrasi 4%,

dengan debit 600 l/h didapat pengurangan berat 5 menit sebesar 0,8 gram, dan 10

menit sebesar 1,3 gram. Pengaruh waktu untuk konsentrasi 5%, dengan debit 200

l/h didapat pengurangan berat 5 menit sebesar 1,3 gram, dan 10 menit sebesar 1,5

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

5 menit 10 menit

Pe

ng

ura

ng

an

Be

rat

(g)

Waktu Pengujian (menit)

Pengaruh Waktu


konsentrasi 3 %, debit

200 l/hkonsentrasi 3 %, debit








600 l/h

42

gram. Pengaruh waktu untuk konsentrasi 5%, dengan debit 400 l/h didapat

pengurangan berat 5 menit sebesar 1,3 gram, dan 10 menit sebesar 1,6 gram.

Pengaruh waktu untuk konsentrasi 5%, dengan debit 600 l/h didapat pengurangan

berat 5 menit sebesar 1,4 gram, dan 10 menit sebesar 1,6 gram. Jadi pengaruh tinggi

waktu akan banyak melarutkan kerak (scale) yang ada di dalam pipa.

4.6.2 Pengaruh variasi terhadap kerak pada penambahan diameter dalam

Pengaruh variasi terhadap pengurangan berat didapatkan sebelum dan

sesudah pengujian pembersihan kerak pada pipa. Variasi yang digunakan untuk

pembersihan kerak pada pipa adalah konsentrasi, debit, waktu, dan temperatur.

Berikut pengaruh variasi terhadap penambahan diameter pada Tabel 4.4:

Tabel 4.4 Pengaruh Variasi Terhadap Penambahan Diameter Dalam

Konsentrasi Waktu

(menit) Debit (L/h)

Penambahan

diameter dalam

(mm)

Kode (pipa)

3

5

200 0,16 1

400 0,18 2

600 0,19 3

10

200 0,18 7

400 0,19 8

600 0,2 9

4

5

200 0,23 13

400 0,24 14

600 0,25 15

10

200 0,27 19

400 0,28 20

600 0,29 21

5

5

200 0,31 25

400 0,32 26

600 0,33 27

10

200 0,34 31

400 0,35 32

600 0,36 33

Dari tabel 4.4 di atas pengaruh variasi terhadap kerak pada penambahan

diameter dalam pipa didapatkan grafik sebagai berikut:

43

Grafik 4.4 Pengaruh Konsentrasi terhadap Penambahan Diameter Dalam Pipa

Grafik 4.4 menunjukkan hasil pengaruh konsentrasi larutan untuk debit 200

l/h dengan waktu 5 menit didapat penambahan diameter dalam 3% sebesar 0,16

mm, 4% sebesar 0,23 mm, dan 5% sebesar 0,31 mm terhadap penambahan diameter

dalam pipa. Pengaruh konsentrasi larutan untuk debit 200 l/h dengan waktu 10

menit didapat penambahan diameter dalam 3% sebesar 0,18 mm, 4% sebesar 0,27

mm, dan 5% sebesar 0,34 mm terhadap penambahan diameter dalam pipa.


penambahan diameter dalam 3% sebesar 0,18 mm, 4% sebesar 0,24 mm, dan 5%

sebesar 0,32 mm terhadap penambahan diameter dalam pipa. Pengaruh konsentrasi

larutan untuk debit 400 l/h dengan waktu 10 menit didapat penambahan diameter

dalam 3% sebesar 0,19 mm, 4% sebesar 0,28 mm, dan 5% sebesar 0,35 mm

terhadap penambahan diameter dalam pipa. Pengaruh konsentrasi larutan untuk

debit 600 l/h dengan waktu 5 menit didapat penambahan diameter dalam 3%

sebesar 0,19 mm, 4% sebesar 0,25 mm, dan 5% sebesar 0,33 mm terhadap

penambahan diameter dalam pipa. Pengaruh konsentrasi larutan untuk debit 600 l/h

dengan waktu 10 menit didapat penambahan diameter dalam 3% sebesar 0,2 mm,

4% sebesar 0,29 mm, dan 5% sebesar 0,36 mm terhadap penambahan diameter

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

3 4 5

Pe

na

mb

ah

an

dia

me

ter

(mm

)

Konsentrasi (%)

Pengaruh Konsentrasi

Terhadap Penambahan Diameter Dalam Pipa







44

dalam pipa. Jadi pengaruh tinggi konsentrasi larutan akan banyak melarutkan kerak

(scale) yang ada di dalam pipa.

Grafik 4.5 Pengaruh Debit terhadap Penambahan Diameter Dalam Pipa

Grafik 4.5 menunjukkan hasil pengaruh debit untuk konsentrasi 3% dengan

waktu 5 menit didapat penambahan diameter dalam 200 l/h sebesar 0,16 mm, 400

l/h sebesar 0,18 mm, dan 600 l/h sebesar 0,19 mm terhadap penambahan diameter

dalam pipa. Pengaruh debit untuk konsentrasi 3% dengan waktu 10 menit didapat

penambahan diameter dalam 200 l/h sebesar 0,18 mm, 400 l/h sebesar 0,19 mm,

dan 600 l/h sebesar 0,2 mm terhadap penambahan diameter dalam pipa. Pengaruh

debit untuk konsentrasi 4% dengan waktu 5 menit didapat penambahan diameter

dalam 200 l/h sebesar 0,23 mm, 400 l/h sebesar 0,24 mm, dan 600 l/h sebesar 0,25

mm terhadap penambahan diameter dalam pipa. Pengaruh debit untuk konsentrasi

4% dengan waktu 10 menit didapat penambahan diameter dalam 200 l/h sebesar

0,27 mm, 400 l/h sebesar 0,28 mm, dan 600 l/h sebesar 0,29 mm terhadap

penambahan diameter dalam pipa. Pengaruh debit untuk konsentrasi 5% dengan

waktu 5 menit didapat penambahan diameter dalam 200 l/h sebesar 0,31 mm, 400

l/h sebesar 0,32 mm, dan 600 l/h sebesar 0,33 mm terhadap penambahan diameter

dalam pipa. Pengaruh debit untuk konsentrasi 5% dengan waktu 10 menit didapat

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

200 400 600

Pe

na

mb

ah

an

Dia

me

ter

(mm

)

Debit (L/h)

Pengaruh Debit

terhadap Penambahan Diameter Dalam Pipa







45

penambahan diameter dalam 200 l/h sebesar 0,34 mm, 400 l/h sebesar 0,35 mm,

dan 600 l/h sebesar 0,36 mm terhadap penambahan diameter dalam pipa. Jadi

pengaruh tinggi debit akan banyak melarutkan kerak (scale) yang ada di dalam pipa.

Grafik 4.6 Pengaruh Waktu terhadap Penambahan Diameter Dalam Pipa

Grafik 4.6 menunjukkan hasil pengaruh waktu untuk konsentrasi 3%

dengan debit 200 l/h didapat penambahan diameter dalam 5 menit sebesar 0,16 mm,

dan 10 menit sebesar 0,18 mm. Pengaruh waktu untuk konsentrasi 3% dengan debit

400 l/h didapat penambahan diameter dalam 5 menit sebesar 0,18 mm, dan 10 menit

sebesar 0,19 mm. Pengaruh waktu untuk konsentrasi 3% dengan debit 600 l/h

didapat penambahan diameter dalam 5 menit sebesar 0,19 mm, dan 10 menit

sebesar 0,2 mm. Pengaruh waktu untuk konsentrasi 4% dengan debit 200 l/h didapat

penambahan diameter dalam 5 menit sebesar 0,23 mm, dan 10 menit sebesar 0,27

mm. Pengaruh waktu untuk konsentrasi 4% dengan debit 400 l/h didapat


mm. Pengaruh waktu untuk konsentrasi 4% dengan debit 600 l/h didapat


0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

5 menit 10 menit

Pe

na

mb

ah

an

Dia

me

ter

(mm

)

Waktu (menit)

Pengaruh Waktu

Terhadap Penambahan Diameter Dalam Pipa

konsentrasi 3 %, debit 200 l/h

konsentrasi 3 %, debit 400 l/h

konsentr

Documents

TUGAS AKHIR (608205A)repository.ppns.ac.id/2289/1/0815040010 - Rival Ekananda - Pengaruh... · TUGAS AKHIR (608205A) PENGARUH CAMPURAN ASAM SITRAT DAN ASAM SULFAMAT SEBAGAI ALTERNATIF