analisis pengaruh over protection pada aplikasi

1
ANALISIS PENGARUH OVER PROTECTION PADA APLIKASI
IMPRESSED CURRENT CATHODIC PROTECTION TERHADAP
PROTECTIVE COATING DI BALLAST TANK KAPAL
Hendra Apriadi, Wing Hendroprasetyo A.P., S.T., M.Eng. dan Ir. Heri Supomo, M.Sc.
Jurusan Teknik Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail: [email protected]
Abstrak - Penerapan tambahan proteksi katodik berupa
arus tanding (Impressed Current Cathodic Protection ICCP) diizinkan dalam IMO Resolution MSC 215(82) yang
berisi tentang Performance Standard for Protective Coating
in Dedicated Ballast Tank. Namun adakalanya
penggabungan protective coating dengan ICCP di tangki
ballast disinyalir justru menimbulkan efek merugikan
apabila penerapannya tidak tepat, seperti arus berlebih
(Overprotection) yang akan merusak lapisan protective
coating disebabkan oleh fenomena elektro-endoosmosis.
Tugas akhir ini bertujuan untuk menjadi pegangan bagi
Anak Buah Kapal dalam memutuskan apakah tetap
menerapkan ICCP di tangki ballast pada kondisi sistem
automasi ICCP yang tidak berfungsi sehingga
menyebabkan terjadinya overprotection saat kapal
melakukan perubahan volume air di tangki ballast.
Metode yang digunakan adalah percobaan di
laboratorium selama 30 hari mengacu standard ASTM G8
dan DNV RP B104 Cathodic Protection Design dan
dilakukan pengujian dengan variasi overprotection sebesar
20%, 40%, 60%, dan 80% dari total arus listrik hasil
perhitungan sebesar 7,42 mA. Dari hasil pengujian,
diketahui bahwa semakin tinggi arus listrik yang
diterapkan, semakin tinggi pula kelebihan potensial
proteksi. Selama pengujian tersebut lapisan protective
coating mengalami kerusakan setelah diaplikasikan
overprotection hingga sebesar 20%, 40%, 60%, dan 80%
dari total arus listrik hasil perhitungan.
disebabkan oleh proses
elektro-endoosmosis. Berkaitan
dengan adanya peraturan baru untuk aplikasi protective
coating pada ballast tank kapal (IMO Resolution MSC
215(82) tentang Performance Standard Protective coating)
dimungkinkan adanya supplementary cathodic protections
yakni tambahan proteksi katodik berupa ICCP atau Anoda
korban.
Tingginya biaya maintenance suatu struktur terutama
berkaitan dengan resiko kegagalan akibat korosi, membuat
penerapan pengendalian laju korosi multi metode, seperti
paduan antara Protective coating dan Proteksi Katodik berupa
Arus Tanding (ICCP), lazim digunakan, hal ini juga tertera
dalam peraturan baru untuk aplikasi protective coating pada
ballast tank kapal (IMO Resolution MSC 215(82) tentang
Performance for Standard Protective Coating) dimungkinkan
adanya supplementary cathodic protections.
Di saat kondisi ballast tank tidak penuh akan dimungkinkan
terjadinya penerapan arus berlebih. Dalam beberapa literatur
disebutkan bahwa penerapan arus berlebih pada teknologi
ICCP dan protective coating akan menyebaban terjadinya
proses elektro-endoosmosis yang memicu rusaknya lapisan
protective coating sehingga mengakibatkan terjadi korosi
antara lapisan protective coating dengan substrat (baja). Hal
ini membuat pengaplikasian teknologi ICCP dengan arus
berlebih tidak memberikan manfaat yang semestinya, bahkan
cenderung merugikan
II. TINJAUAN PUSTAKA
Kata kunci: Over Protection, Protective Coating, Sistem ICCP
I. PENDAHULUAN
Protective coating merupakan salah satu cara pengendalian
laju korosi yang dapat diterapkan pada struktur logam yang
terendam dalam air maupun terkubur dalam tanah.
Penerapannya pada stuktur marine sering kali dipasangkan
dengan Metode lainnya berupa Cathodic Protection berupa
Anoda korban (Sacrificial Anode) ataupun Arus Tanding
(Impressed Current Cathodic Protection - ICCP) guna
mendapatkan perlindungan yang tetap efektif manakala lapisan
protective coating mulai menipis atau rusak seiring usia
pakainya. Namun adakalanya penggabungan Protective
coating dengan ICCP ini disinyalir justru menimbulkan efek
merugikan apabila penerapannya tidak tepat, seperti arus
berlebih yang akan merusak lapisan protective coating yang
A. Korosi
Beberapa definisi tentang korosi yang umum dijadikan
rujukan antara lain:
 Korosi adalah peristiwa rusaknya logam karena reaksi
dengan lingkungannya [1].
 Korosi adalah kerusakan yang terjadi pada logam yang
disebabkan oleh reaksi kimia (chemical) atau elektrokimia
(electrochemical) dengan lingkungan.[2].
 Korosi adalah fenomena elektrokimia dan hanya menyerang
logam pada dasarnya peristiwa korosi adalah reaksi
elektrokimia. Secara alami pada permukaan logam dilapisi
oleh suatu lapisan film oksida (FeO.OH). Pasivitas dari
lapisan film ini akan rusak karena adanya pengaruh dari
lingkungan, misalnya adanya penurunan pH atau alkalinitas
2
dari lingkungan ataupun serangan dari ion-ion klorida. Pada
proses korosi terjadi reaksi antara ion-ion dan juga antar
electron
Korosi merupakan proses elektrokimia. Pada korosi besi,
bagian tertentu dari besi itu berlaku sebagai anode, di mana
besi mengalami oksidasi.
terdapat kontak listrik agar arus dalam sel korosi dapat
mengalir. Dalam proses korosi, ke empat komponen di
atas harus ada, dengan kata lain penghilangan salah satu
dari keempat komponen sel korosi basah sederhana akan
menghentikan reaksi korosi.
(2.1)
Fe(s) <–> Fe2+(aq) + 2e)
Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain
dari besi 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)
Korosi dapat dibagi menjadi dua menurut jenis reaksinya,
yaitu korosi kimia dan korosi elektrokimia. Korosi kimia
adalah korosi yang terjadi melalui reaksi kimia secara murni,
tanpa adanya elektrolit, biasanya terjadi pada temperatur tinggi
atau pada lingkungan yang kering tanpa adanya kandungan uap
air sehingga sering disebut dengan korosi kering.
Korosi
elektrokimia terjadi apabila reaksi
yang
berlangsung
melibatkan larutan elektrolit sehingga biasa dikenal dengan
korosi basah. Korosi basah atau korosi elektrokimia terjadi
bila reaksinya berlangsung dengan suatu elektrolit dan terjadi
perpindahan elektron antara material yang bersangkutan
Korosi Elektrokimia terjadi akibat reaksi elektrokimia.
Korosi elektrokimia dapat terjadi jika terpenuhi empat
komponen penting [3] yaitu :
1. Adanya reaksi anoda.
2. Adanya reaksi katoda.
3. Hantaran ion melalui elektrolit.
4. Hantaran elektrolit melalui konduktor.
Dari empat komponen itu dapat dijelaskan sebagai berikut:
a) Katoda
Pada umumnya katoda ini tidak mengalami
korosi, walaupun mungkin tetap akan mengalami
kerusakan dalam kondisi-kondisi tertentu.
b) Anoda
Pada umumnya anoda akan terkorosi dengan
melepaskan elektron dari atom-atom logam netral untuk
membentuk ion- ion yang bersangkutan. Ion-ion ini
mungkin akan tetap tinggal dalam larutan atau bereaksi
membentuk hasil korosi (oksida logam) yang tidak larut.
c) Elektrolit
Elektrolit merupakan istilah yang diberikan
kepada larutan, yang dalam hal ini harus bersifat
menghantarkan
listrik
atau
konduktor
listrik.
Konduktifitas listrik air yang diperbolehkan sekitar 1-10
mS m-1 . Namun, di dalam kehidupan sehari-hari
lingkungan
berair
akan
dianggap
mempunyai
konduktifitas yang cukup baik untuk berfungsi sebagai
elektrolit.
d) Hubungan Listrik
Diantara hubungan anoda dan katoda harus
Gambar 2.1. Empat komponen dalam proses korosi [6]
Korosi ini melibatkan dua reaksi, yaitu reaksi oksidasi dan
reaksi reduksi. Reaksi oksidasi adalah reaksi pelepasan
elektron dan berakibat terbentuknya ion-ion positif. Logam
yang mengalami reaksi ini disebut anoda. Reaksi oksidasi pada
logam M adalah:
+n
MM +ne
(2.4)
Sedangkan reaksi reduksi adalah reaksi penangkapan
elektron. Logam yang mengalami reaksi ini disebut sebagai
katoda. Reaksi reduksi yang sering terjadi adalah:
 Reaksi pembentukan hidrogen :
+
2H + 2e  H2
(2.5)
 Reaksi reduksi oksigen dalam larutan asam :
+
O2 + 4H + 4e 2H2O
(2.6)
 Reaksi reduksi oksigen pada larutan basa/netral :
4e +2H2O+O24OH
(2.7)
 Reduksi ion logam :
M
3+
+eM
2+
(2.8)
Pada saat terjadi korosi maka kedua reaksi oksidasi dan
reaksi reduksi tersebut akan terjadi secara bersamaan.
Elektron-elektron yang terbentuk pada reaksi oksidasi akan
mengalir menuju katoda. Pada katoda akan terjadi reaksi
katodik, yaitu reaksi penengkapan elektron-elektron yang
dilepaskan oleh anoda.
Anoda adalah bagian permukaan logam yang terkorosi.
Merupakan elektroda yang memiliki potensial lebih rendah
pada sebuah sel galvanik. Anoda mengalirkan elektronnya
melalui konduktor menuju katoda, lalu elektron bereaksi
dengan ion positif pada permukaan katoda. Anoda akan
kelebihan muatan positif yang akan bereaksi dengan ion
negatif larutan elektrolit dan membentuk produk korosi.
3
B. Coating (pelapisan)
Sistem pelapisan atau coating merupakan salah satu
bentuk perlindungan terhadap korosi. Dalam prakteknya,
metode arus paksa biasanya digabung dengan penggunaan
lapisan pelindung. Lapisan pelindung ini berfungsi sebagai
proteksi primer pada kapal yang bertugas sebagai pemisah
lingkungan korosif (air laut) dengan logam. Dalam fungsinya,
lapisan pelindung mempunyai tahanan
tersendiri
yaitu
kemampuan untuk menghambat aliran arus listrik sehingga
menghambat laju korosi pada lambung kapal dalam air laut
maupun atmosfer.sebagai pemenuhan syarat kelulusan.
Untuk kondisi lingkungan korosif yang serius, digunakan
pendekatan suatu sistem pelapisan (primer coat, intermediate
coat dan top coat) yang memberikan perlindungan untuk
solusi jangka panjang.
Lazimnya sistem coating diaplikasikan dengan lebih dari 1
lapis, terlihat pada gambar 2.2, antara lain:
1. Lapisan primer (primer coat)
Fungsi utama lapisan primer adalah
 Adhesi atau ikatan yang kuat dengan permukaan.
 Kohesi atau kekuatan inernal dari lapisan perlindungan.
 Sulitnya bereaksi dengan lingkungan.
 Pengikat yang kuat pada lapisan menengah.
2. Lapisan menengah (intermediate coat)
Fungsi utama lapisan menengah adalah memberikan:
 Ketebalan dari lapisan pelindung Ketahanan yang kuat
terhadap zat kimia.
 Ketahanan terhadap perpindahan uap yang lembab.
 Meningkatkan ketahanan terhadap aliran listrik.
 Sebagai pengikat yang kuat antara lapisan primer
dengan lapisan atas.
3. Lapisan menengah (intermediate coat)
Fungsi utama dari top coat adalah memberikan:
 Segel yang kuat untuk sistem pelapisan.
 Penghambat awal pada permukaan logam.
 Ketahanan terhadap zat kimia, air dan cuaca.
 Ketangguhan dan ketahanan pada permukaan.
 Penampilan yang indah.
 Cat bubuk (powder paints).
Komposisi dari cat:
1. Binder
Pembentuk lapisan film (film former), juga disebut medium,
vehicle atau binder (pengikat). Fungsi dari binder (pengikat) :
 Merubah lapisan cair menjadi lapisan film yang kering &
padat.
 Mengikat partikel menjadi satu/bersama-sama.
 Memberikan warna pada lapisan akhir (provide finish to
the coating), seperti gloss.
 Membuat lapisan coating melekat pada permukaan.
 Memberikan sifat elastis pada lapisan film.
 Memberikan sifat tahan terhadap air, zat kimia dan abrasi
(pengikisan).
 Memegang zat pemberi warna (pigment)
2. Solvent (pengencer)
Berfungsi untuk membuat cairan coating cukup mudah dan
rata apabila diaplikasikan dengan satu atau lebih metode
yang sesuai
3. Pigment
Pigment (zat pemberi warna pada cat). Fungsi dari pigment:
 Memberikan Opacity (Quality of being opaque (not able
to be seen through)) atau Covering power (kekuatan
untuk menyembunyikan/ menutupi).
 Memberikan warna.
 Membantu pembentuk lapisan film dalam melindungi
permukaan
D. Sistem ICCP
Proteksi katodik dicapai dengan mensuplai elektron ke
struktur logam yang diproteksi. Pada proteksi katodik dengan
arus paksa elektron dipompakan oleh tegangan DC sebagai
sumber elektron, terlihat pada gambar 2.3.
Gambar 2.3 Ilustrasi sistem ICCP
Gambar 2.2 Lapisan protective coating
C. Cat
Secara umum (yang dipercaya) definisi dari cat adalah
cairan yang mampu membentuk lapisan tipis yang kontinyu
(continous film) apabila mengering. Pada dasarnya terdapat 3
(tiga) type cat yang tersedia saat ini di lapangan, yaitu :
 Solvent (pengencer) yang mengandung cat cair
(tradisional).
 Solvent (pengencer) yang bebas dari cat cair.
1. Kelebihan sistem ICCP 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 memasang sistem di salah satu tempat dapat
memproteksi struktur yang cukup besar.
 Cocok untuk semua nilai resisvitas tanah.
4
 Sistem dapat didesain unutk masa guna kurang lebih dari 20
tahun.
 Biaya awal lebih murah.
2. Kekurangan sistem ICCP adalah:
 Memerlukan perawatan yang lebih banyak dibanding sistem
anoda korban sehingga biaya operasi akan bertambah
 Mempunyai ketergantungan terhadap kehandalan pasokan
energi (rectifier) sehingga kerusakan pada sistem ini akan
berakibat fatal terhadap kinerja sistem proteksi
 Ada kemungkinan dapat menimbulkan masalah efek
interferensi arus terhadap struktur disekitarnya
E. Fenomena Elektro-endoosmosis
Fenomena elektro-endoosmosis adalah proses masuknya
fluida yang menembus suatu batas kapiler akibat dorongan
atau paksaan ion-ion negatif (elektron) [4]. Contoh nyatanya
dalam suatu sistem proteksi katodik arus tanding (ICCP) yang
dipasangkan dengan sistem protective coating mengalirkan
arus listrik melebihi kebutuhan untuk memroteksi material
yang ingin dilindungi, hal ini justru akan merusak lapisan
protective coating karena besarnya kelebihan jumlah elektron
yang dialirkan akan mendorong aprtikel-pertikel air atau fluida
apapun yang menjadi elektrolit dalam sistem tersebut, terlihat
pada gambar 2.4
Gambar 2.4 Elektro-endoosmosis
Apabila hal tersebut dibiarkan berlangsung, maka material
logam akan berekasi dengan elektrolit yang menembus lapisan
coating, sehingga membentuk korosi di antara lapisan caoting
dan baja, hal ini menyebabkan cacat pada lapisan coating yang
dikenal dengan istilah blister (penggelembungan lapisan
coating).
III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Material Uji
Pada proses penyelesaian penelitian ini dilakukan tahapan
identifikasi material/bahan pengujian agar dapat dilakukan
penelitian dengan menggunakan pengujian tentang Cathodic
Disbondment (perusakan lapisan protective coating dengan
menggunakan metode impressed current / arus tanding)
Pada penelitian ini pemilihan jenis material yang akan
dilakukan pemeriksaan yaitu material baja carbon mild steel
yang merupakan salah satu jenis material high permeability.
Specimen atau material uji akan dipersiapkan pada
penelitian ini berjumlah 12 buah yang di potong dengan
ukuran 200x100x10 mm sebanyak 12 buah serta ukuran
100x50x10 mm sebanyak 12 buah spesimen, kemudian kedua
specimen tersebut dilas menggunakan metode pengelasan
SMAW (Shielded Metal Arc Welding) dengan tujuan membuat
sambungan fillet sebagai simulasi profil-profil konstruksi yang
ada di tangki balas kapal.
Tiap-tiap material kemudian diperlakukan sesuai dengan
satandard MSC 215 (82) tentang Performance Standard on
Protective Coating di ballast tank kapal. Langkah pertama
dalam standard tersebut adalah persiapan permuaan material
yang memenuhi kriteria standard minimum Sa21/2, yakni
standar kekasaran permukaan material tempat melekatnya
lapisan coating, sebelum dilakukan proses aplikasi lapisan
coating khusus untuk ballast tank kapal dengan ketebalan total
lapisan seragam dalam rentang 350 sampai dengan 400 µm.
Pada setiap specimen atau material uji akan diberikan suatu
cacat buatan pada lapisan coating dengan ukuran yang sesuai
dengan standar ASTM G8 yaitu berbentuk linkaran dengan
diameter 7 mm sebanyak tiga buah dengan penempatan yang
dimodifikasi sesuai dengan bentuk material uji.
B. Tangki Uji
Untuk melakukan pengujian, diperlukan tanki uji untuk
menampung air laut yang terbuat dari bahan Kaca dengan
tambahan rangka penguat stainless steel di sekelililngnya serta
kawat untuk menggantungkan material uji. Tankgi uji
berukuran 600x350x350mm.
C. Rangkaian ICCP Sederhana
1. Catu Daya AC ke DC
Fungsi utama dari catu daya adalah alat penyedia kebutuhan
arus listrik selama dilakukannya pengujian. Jumlah besaran
arus yang dapat disediakan oleh rectifier ini dapat
disesuaikan dengan kebutuhan selama pengujian dengan
cara mengatur knob besaran tegangan yang dikeluarkan
2. Resistor Variabel (Hambatan Geser)
Fungsi utama dari Hambatan Geser (Resistor Variabel) pada
adalah menjaga agar hambatan yang diberikan pada
rangkaian pengujian tetap konstan selama pegujian
3. Kabel-kabel dan alat ukur listrik (Multi Tester)
Kabel-kabel sangat diperlukan untuk menghantarkan arus
listrik selama pengujian, untuk itu dipilihlah kabel yang
intinya terbuat dari serabut kawat tembaga. Untuk
menghubungkan tiap-tiap kabel dengan bendayang akan
diuji, maka digunakanlah penguhubung berupa sekun, mur,
dan baut. Selain itu, untuk memastikan bahwa semua
besaran arus dan tegangan yang diperlukan selama
pengujian benar-benar dalam kondisi yang sesuai dengan
perhitungan, maka diperlukan alat ukur listrik berupa Multi
Tester digital dengan kemampuan membaca arus listrik,
tegangan listrik, dan hambatan listrik.
4. Anoda Grafit
Anoda dalam rangkaian elektrolisis berfungsi sebagai
pemancar arus listrik yang digunakan untuk melindungi
katoda, dalam hal ini specimen yang diujikan. Dipilih
material grafit yang berasal dari baterai, karena selain
harganya yang relatif murah, grafit tersebut juga memiliki
5
rasio pakai yang mencukupi selama pengujian berlangsung,
yakni 3 hari per variabel arus listrik
5. Elektroda Referensi
Elektroda referensi berfunsi sebagai indikator yang sangat
penting selama proses pengujian berlangsung, elektroda
refensi yang dipakai dalam pengujian ini adalah berjenis
Ag/AgCl dan berfungsi sebagai referensi potensial proteksi.
11. NDFT
Bersertifikasi untuk Ballast
tank
: 350 µm
A. Over protection sebesar 20%
D. Metode Pengujian
Diambil dari DNV rules [5] untuk proteksi katodik arus
tanding, besaran arus yang dibutuhkan adalah :
I = Cd x A
(3.1)
Sumber : DnV RP B104 Cathodic Protection Design (2005)
Keterangan : I = Besaran arus listrik yang diperlukan [A]
Cd = Densitas arus listrik yang digunakan pada
Kondisi kerja
[A/m2]
A = Luasan Permukaan yang dilindungi [m2]
Diketahui:
Gambar 4.1. Kurva Arus, Tegangan – Waktu untuk
pengujian over protection 20%
B. Over protection sebesar 40%
Dalam satu kali pengujian, terdapat 3 buah
specimen dengan total luas permukaan yang
dilindungi sebesar : A = 0,106 m2,
Dan diketahui densitas air laut pada daerah
pelayaran kapal (perairan Indonesia) :
Cd = 70 mA/m2
Maka didapat besarnya arus listrik normal yang diperlukan:
I = 70 A/m2 x 0.106 m2
I = 7,42 mili Ampere
Gambar 4.2. Kurva Arus, Tegangan – Waktu untuk
pengujian over protection 20%
C. Over protection sebesar 60%
Tabel 3.1 Variasi Uji
IV. ANALISIS
Berikut ini catatan penting yang harus diperhatikan selama
proses aplikasi coating :
1. Surface Preparation Required : Dry Abrasive Blasting
2. Degree of Blasting
: Sa 21/2
3. Relative Humidity
: 83 %
4. Dew point
: 28oC
5. Steel Temperature
: 32oC
6. Abrasive Type
: Steel Grit
7. Mesh
: G25
8. Surface Profile
: + 100µm
9. Dust Level
: level 3 , harus dibersihkan
10. Jemis cat
: Epoxy based , 2 komponen
Gambar 4.3. Kurva Arus, Tegangan – Waktu untuk
pengujian over protection 60%
D. Over protection sebesar 80%
Gambar 4.4. Kurva Arus, Tegangan – Waktu untuk
pengujian over protection 80%
6
E. Analisis Hasil Pengujian
1. Analisis Tegangan Proteksi
Selama pengujian, arus listrik dijaga untuk tetap stabil.
Sedangkan tegangan proteksi semakin lama pengujian
semakin meningkat, hal ini dikarenakan pada saat awal
pengujian bagian bare metal makin lama semakin tertutup
oleh lapisan garam-garam yang terbentuk.
Gambar 4.6 Perbandingan Polarisasi yang terjadi pada
tiap-tiap variasi arus listrik
Gambar 4.5. Perbandingan Potensial Proteksi yang
terjadi pada tiap-tiap
2. Analisis Fisik Lapisan Protective Coating Setelah Pengujian
Pada gambar 4.8 dan 4.9 terlihat bahwa setelah diuji
selama 1 bulan, semua lapisan protective coating mengalami
kerusakan, dan tingkatan tiap-tiap kerusakan lapisan coating
bergantung pada besarnya aplikasi overprotection.
Dari gambar 4.5 perbandingan di atas dapat disimpulkan
sebagai berikut:
1. Semakin besar current density yang diaplikasikan,
semakin besar pula potensial proteksi yang diberikan
system ICCP terhadap specimen
2. Terjadi polarisasi pada beberapa jam pertama proses
pengujian, yang berkisar antara 0 hingga 20 jam pertama.
3. Semakin tinggi current density, semakin cepat pula proses
polarisasi untuk mencapai kestabilan potensial proteksi
Reaksi Elektrokimia, contohnya (2.5) dan (2.6), hanya
terjadi pada rasio yang berhingga. Apabila elektron tersedia
pada reaksi (2.6), maka potensial permukaan akan menjadi
Negatif (-), yang menandakan bahwa kelebihan elektron
berkumpul pada permukan antara logam dan cairan
elektrolit. Perubahan Potensial Negatif ini yang disebut
Cathodic Polarization.[3]
Pada cairan elektrolit, reaksi pada permukaan benda kerja
(anoda dan katoda) akan mecapai Potensial Kestabilan yang
bergantung kepada kemampuan dan ketersediaan elektron
yang dapat mengalir dari anoda ke katoda dalam proses
polarisasi katodik. [3]. Semakin tinggi jumlah elektron yang
tersedia (arus listrik semakin tinggi) maka semakin cepat
system mencapai Potensial Kestabilan yang dihasilkan dari
proses polarisasi. Yakni suatu proses di mana elektron yang
mengalir menuju permukaan katoda (benda yang hendak
dilindungi, yang berfungsi sebagai pengonsumsi elektron)
semakin menumpuk dan semakin jenuh yang menyebabkan
perbedaan jumlah elektron antara anoda (penyedia elektron)
dan katoda semakin mengecil, sehingga lama kelamaan akan
mencapai titik kestabilan potensial yang terjadi antara 2 jam
hingga 8 jam pertama pengujian
Gambar 4.7 Perbandingan Polarisasi yang terjadi pada
tiap-tiap variasi arus listrik
Dari gambar 4.7, dapat disimpulkan sebagai berikut:
4. Semakin besar overproteksi yang diaplikasikan, semakin
cepat pula terjadi kerusakan lapisan lapisan protective
coating berupa blistering dan safonifikasi (penipisan
lapisan coating menjadi seperti sabun)
5. Kerusakan lapisan protective coating berupa blistering,
hanya terjadi pada variasi overprotection sebesar 40%,
60%, dan 80% dari normal arus listrik yang dibutuhkan.
Sedangkan pada variasi overprotection sebesar 20%
hanya terjadi kerusakan lapisan coating berupa
Safonifikasi
6. Mulai terjadi blistering pada hari ke 19 jika
overprotection sebesar 80%
7. Mulai terjadi blistering pada hari ke 23 jika
overprotection sebesar 60%
8. Mulai terjadi blistering pada hari ke 33 jika
overprotection sebesar 40%
7
Gambar 4.8. Lapisan protective coating mengalami
Safonifikasi overprotection 20% (kiri) dan
Sedikit Blister pada 40% (kanan)
Gambar 4.11 Galvanic Series [6]
Gambar 4.9. Lapisan protective coating mengalami
Blister pada overprotection 60% (kiri) dan
80% (kanan)
Dalam proses pengujian, penulis melakukan pengujian
tambahan berupa dimatikannya system ICCP pada
rangkaian specimen yang diberi cacat buatan. Dalam
pengujian tersebut, specimen mengalami kerusakan korosi
yang cukup besar hanya setelah 5 hari system ICCP
dimatikan. Seperti terlihat pada gambar 4.10. Hal ini
dikarenakan specimen, yang terbuat dari bahan baja,
merupakan logam yang lebih aktif daripada anoda grafit
yang dipakai sebagai elektroda pemancar dalam sistem
ICCP seperti terlihat pada gambar 4.11 tentang reaktivitas
relatif logam-logam terhadap korosi (Galvanic Series). Hali
ini membuat specimen berubah fungsi menjadi anoda
(logam yang melindungi), dan elektroda grafit menjadi
katoda (logam yang dilindungi)
Gambar 4.10 Specimen yang terkorosi setelah 5 hari
pengujian dengan system ICCP dimatikan.
3. Analisis Garam
Selama proses pengujian, ternyata dihasilkan garamgaram yang mengelilingi cacat buatan pada lapisan
protective coating. Selain itu, diperoleh gambaran bahwa
semakin tinggi arus listrik semakin cepat terbentuknya
garam-garam tersebut. Hal ini dikarenakan arus listrik
merupakan katalis yang baik untuk menghasilkan panas, dan
panas yang dihasilkan dari reaksi elektrolisis tersebut lalu
memepercepat terjadinya timbunan garam yang mengelilingi
cacat buatan pada lapisan protective coating.
Dari hasil uji Laboratorium Tangki Air dan Industri Jurusan
Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh Nopember,
diperoleh bahwa unsur-unsur pembentuk garam-garam
tersebut dapat dilihat pada gambar 4.12
Gambar 4.12. Hasil Uji Unsur Pembentuk Garam
4. Analisis Elektrolit (Air Laut)
Setelah terjadi proses elektrolisis, larutan elektrolit
berubah menjadi hitam pekat. Hal ini disebabkan terjadinya
reaksi antara anoda Grafit dengan elektrolit, sehingga anoda
grafit trekorosi dan mengalami pengikisan serta terlepas ke
dalam larutan elektrolit.
Hal ini didukung bukti analisis hasil pengujian garam di
gambar 4.12 di mana komponen H2S (yang terdapat dalam
grafit) mulanya berkonsentrasi 0 mg/l pada elektrolit
sebelum pengujian namun setelah pengujian, konsentrasinya
naik menjadi 9,2 mg/l.
8
V. KESIMPULAN DAN SARAN
Setelah dilakukan penelitian dan perhitungan, maka dapat
disimpulkan sebagai berikut:
1. Dalam jangka waktu pengujian selama 30 hari, pengaruh
overprotection sebesar 20 %, 40%, 60%, 80% dari 7,42 mA,
terhadap lapisan protective coating untuk ballast tank cukup
merusak. Artinya elektroendoosmosis yang terjadi telah
dapat menembus lapisan protective coating,
2.Semakin besar overproteksi yang diaplikasikan, semakin
cepat pula terjadi kerusakan lapisan lapisan protective
coating berupa blistering dan safonifikasi (penipisan lapisan
coating menjadi seperti sabun),
3. Apabila Sistem ICCP dimatikan, specimen justru akan
berubah menjadi logam yang melindungi (anoda), dan
elekroda pemancar arus menjadi logam yang dilindungi
(katoda). Hal ini akan berefek specimen akan mengalami
proses korosi yang sangat massif dalam waktu singkat,
Setelah dilkukan penelitian ini dan supaya penelitian ini
optimal dan dapat dikembangkan, maka berikut saran untuk
tugas akhir ini :
1.Diperlukan penelitian yang lebih intensif tentang parameter
penyebab terbentuknya garam-garam di sekitar lapisan
coating yang rusak, sehingga dapat diperkirakan kelayakan
teknis maupun ekonomis pengaplikasian sistem ICCP pada
tangki ballast kapal.
2. Terjadi fenomena menarik yang dapat diteliti lebih lanjut
untuk tugas akhir selanjutnya mengenai proses korosi yang
sangat masif dan singkat pada saat system ICCP dimatikan.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
Roberge, P.R. (1999). Handbook of Corrosion Engineering. New York:
Mc Graw-Hill Book Company.
Supomo, Heri (1999). Diktat Kuliah Korosi. Surabaya: FTK-ITS
Jones, Denny. (1996). Principles and Prevention of Corrosion. New
York: Macmillan Publishing Company.
Berendsen, A.M. (1989). Marine Painring Manual. London: Graham &
Trotman
DNV. Recommended Practice RP B401. (1993). Cathodic
Protection Design. Hovik: Det Norke Veritas Industry AS.
Corrosion Care Indonesia. (2013). Training and Certification for
Coating Inspector. Bandung: Corrosion Care Indonesia