Website Official initu.id Penyedia Informasi Posititif
Berbagi pengetahuan dan informasi dari banyak sumber

Samping Kiri

Makalah Teknik Lengkap Korosi, Pencegahan Metode Proteksi Katodik

0 136

Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari, korosi disebut perkaratan. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi. (wikipedia)

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Penggunaan material dalam berbagai aplikasi industri, tidak terkecuali industri minyak dan gas hingga saat ini masih didominasi oleh logam. Salah satu aplikasi penggunaan logam dalam industri migas selain dalam proses produksi dan pengolahan minyak bumi ataupun gas alam adalah sistem distribusi. Dalam industri minyak dan gas, antara tempat pengeboran yang menghasilkan minyak mentah dan tempat pengolahan yang mengolah minyak mentah menjadi produk yang siap digunakan letaknya terpisah. Sehingga dalam sistem distrubusinya banyak digunakan pipa-pipa yang didominasi oleh material logam khususnya baja.

Banyaknya penggunaan logam pada industri tidak terlepas dari keunggulan yang dimiliki logam itu sendiri seperti ketahanannya menerima beban, ketahanan terhadap temperatur yang cukup tinggi, dan berbagai kelebihan lainnya. Disamping memiliki berbagai macam kelebihan bukan berarti logam tidak memiliki kelemahan. Salah satu kelemahan utama pada logam diantaranya adalah sifatnya yang mudah terkorosi.
Korosi merupakan degradasi (perusakan atau penurunan kualitas) material akibat interaksi dengan lingkungan. Pada umumnya, setiap logam berada dalam keadaan stabil dalam bentuk oksidanya. Namun karena perbuatan manusia, oksida-oksida logam tersebut diolah dan diproses hingga menjadi logam yang siap pakai yang memiliki tingkat energi lebih tinggi. Sesuai dengan hukum alam untuk mencapai keseimbangan, logam-logam tersebut memiliki kecenderungan untuk kembali menjadi oksidanya. Proses kembalinya logam menjadi oksida ini dikategorikan sebagai korosi.

Pada sistem distribusi minyak ataupun gas dalam industri migas yang banyak menggunakan pipa-pipa logam juga tidak bisa lepas dari permasalahan korosi sepanjang unsur-unsur yang menyebabkan korosi seperti terbentuk dan adanya hubungan antara daerah anoda dan katoda, serta adanya elektrolit akibat kontak dengan lingkungan masih ada, apalagi pipa-pipa baja tersebut selain berada dipermukaan juga ada yang tertanam didalam tanah dengan tujuan untuk menghindari gangguan-gangguan yang berasal dari luar seperti gangguan oleh manusia atau gangguan oleh binatang.

Proses pengendalian korosi pada sistem pipa biasanya menggunakan sistem proteksi katodik yang dikombinasikan dengan coating. Akan tetapi bukan berarti dengan demikian tidak timbul masalah. Pada jalur pipa yang jaraknya bisa mencapai ratusan kilometer sangat mungkin jalur tersebut dipengaruhi oleh hubungan arus sesaat maupun interferensi seperti akibat adanya jalur pipa lain, system jaringan listrik, ataupun jalur kereta listrik. Adanya pengaruh tersebut dapat menyebabkan tidak efektifnya kinerja system proteksi katodik atau bahakan dapat mempercepat terjadinya korosi. Oleh karena itu diperlukan pemahaman dan usaha-usaha tertentu unuk menanggulangi permasalahan korosi akibat pengaruh interferensi dan arus sesaat.

1.2 Ruang Lingkup
Menyadari begitu banyaknya pembahasan mengenai korosi dan pengendaliannya maka penulis membatasi permasalahan pada usaha meningkatkan kinerja system proteksi katodik dengan menanggulangi permasalahan akibat pengaruh arus sesaat dan interferensi.

1.3 Tujuan
Tujuan penulisan makalah ini adalah agar dapat memberi gambaran dan pemahaman mengenai usaha meningkatkan efektivitas kinerja system proteksi katodik dengan menanggulangi permasalahaan akibat pengaruh arus sesaat dan interferensi.

BAB II
SISTEM PROTEKSI KATODIK

Pemilihan sistem proteksi logam dimulai sejak tahap perancangan dengan melakukan pemilihan logam yang sesuai untuk lingkungannya disertai dengan rancangan sistem proteksi yang tepat untuk menghindari terjadinya korosi yang berlebihan saat struktur digunakan. Pemilihan logam dan sistem proteksi akan sangat bergantung pada mekanisme korosi termasuk bentuk-bentuk korosi logam yang mungkin dapat menyerang logam di lingkungannya. Agresivitas lingkungan dan keterbatasan untuk mengatasinya perlu diperkirakan.
Sistem proteksi katodik adalah suatu metoda pengendalian korosi yang menggunakan prinsip mengubah anoda menjadi katoda dengan menurunkan potensial antarmuka logam hingga mendekati/ berada dalam daerah imun. Potensial struktur diturunkan dengan membanjiri struktur dengan elektron melalui konduktor metalik (membanjiri struktur dengan arus proteksi melalui lingkungan) sehingga potensial struktur lingkungan lebih kecil/ sama dengan kriteria potensial proteksi, yaitu -850 mV pada Cu/ CuSO4 jenuh atau -950 mV pada Cu/ CuSO4 jenuh bila ada bakteri pereduksi sulfat. Sistem proteksi katodik dapat dibagi menjadi dua teknik, yaitu sacrificial anode (anoda korban) dan impressed current.

2.1 Sistem Proteksi Katodik Anoda Korban (Sacrificial Anode)
Sistem proteksi anoda korban pada prinsipnya adalah dengan menyuplai electron ke logam yang dilindungi.

2.1.1 Prinsip Kerja
Sistem proteksi anoda korban pada prinsipnya yaitu dengan menghubungkan logam yang akan dilindungi dengan logam lain yang lebih tidak mulia pada kondisi lingkungan tertentu. Logam yang dihubungkan akan menjadi anoda korban, dimana karena lebih aktif, logam tersebut akan menyumbangkan lebih banyak elektron, dan akan melindungi logam pertama dari korosi.
Skema pengendalian korosi dengan teknik anoda korban adalah seperti yang terlihat di bawah:

Gambar 2.1.1 Skema proes proteksi katodik
2.1.2 Kriteria Proteksi
Menurut standar NACE (National Association of Corrosion Engineers), proses korosi akan terhenti jika voltase (CSE) yang diukur berada diatas batas :
1.) -850 mV jika diukur dengan Cu/CuSO4 dalam tanah biasa.
2.) -950 mV jika diukur dengan Cu/CuSO4 dalam lingkungan terdapat bakteri (SRB).
3.) -950 mV jika suhu pipa > 60oC (140oF).
4.) -100 mV sisa polarisasi katodik.
5.) -300 mV shift dari potensial korosi.
Sementara itu untuk material lain :
Tabel 2.1.2 Standar kriteria proteksi

2.1.3 Pengukuran Kriteria Proteksi
Pengukuran potensial dari pipa yang dilindungi dengan proteksi katodik dapat dilakukan dengan menghubungkan elektroda referensi, yang ditancapkan di permukaan tanah lokasi penempatan pipa, dengan pipa yang kemudian dapat diukur dengan voltmeter.

Gambar 2.1.3a Skema pengukuran potensial tanah

Dari pengukuran tersebut dapat diketahui :
1. Potensial pipa dengan tanah.
2. IR-drop
IR-drop dapat terjadi karena aliran arus yang melalui tanah dan pipa memiliki tahanan tertentu. Sementara itu nilai potensial pipa dengan tanah dapat dijadikan acuan yang menggambarkan kondisi pipa, seperti table dibawah ini :
Tabel 2.1.3 Hubungan antara potensial dan resiko korosi

Elektroda referensi yang umum digunakan dan universal dalam pengukuran potensial adalah elektroda Cu/CuSO4. Berikut ini merupakan contoh skema elektroda Cu/CuSO4 :

Gambar 2.1.3b elektroda Cu/CuSO4

2.1.4 Kelebihan dan Keterbatasan Teknik Anoda Korban
Teknik anoda korban memiliki beberapa kelebihan dalam penggunaannya, antara lain:
• Tidak menyebabkan interferensi atau stray current.
• Sesuai untuk struktur dengan kebutuhan arus proteksi total rendah dan untuk lingkungan padat struktur.
• Digunakan untuk menggantikan sistem ICCP bila sumber arus listrik tidak tersedia.
• Dapat digunakan untuk menambah kekurangan arus proteksi dalam suatu sistem ICCP.
Tetapi teknik ini juga memiliki kekurangan, yaitu jangkauan proteksi yang terbatas karena adanya tahanan listrik, sehingga tidak dapat melindungi wilayah yang luas.

2.1.5 Persyaratan Anoda Korban
Suatu logam yang akan dijadikan sacrificial anode, harus memenuhi beberapa persyaratan, yaitu:
• Potensial korosinya rendah.
• Harus tetap aktif selama digunakan.
• Kapasitas arus yang dapat diberikan (A jam/ kg) besar.
• Efisiensi besar.
• Tidak berbahaya terhadap lingkungan.
• Ringan.

2.1.6 Karakteristik Anoda Korban
Anoda korban harus memiliki kemampuan untuk dapat mempolarisasikan potensial logam yang akan dilindungi, sehingga laju korosinya menjadi sangat kecil dalam jangka waktu tertentu atau bahkan tidak terkorosi sama sekali. Kemampuan seperti ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya bentuk dan dimensi anoda, potensial elektroda, arus keluaran anoda, tahanan anoda dalam suatu elektrolit, kapasitas anoda, laju konsumsi, efisiensi anoda.

2.1.7 Bentuk dan Dimensi Anoda Korban
Berkaitan dengan rasio luas permukaan dan berat, yang berpengaruh terhadap arus keluaran. Perbedaan bentuk akan memberikan perbedaan pada rasio luas permukaan dan berat, sehingga akan keluarannya pun akan berbeda, walaupun berat anoda yang bersangkutan sama. Implikasinya, usia pakai anoda juga akan berbeda. Bentuk anoda dipilih dengan tujuan memberikan arus keluaran tertentu untuk berat anoda yang tertentu pula, sehingga dapat ditentukan usia pakainya berdasarkan kebutuhan dan ketersediaan ruang pada struktur yang akan dilindungi.
Beberapa contoh anoda korban yang biasa dipergunakan dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 2.1.7 Bentuk anoda korban

2.1.8 Potensial Elektroda
Potensial anoda yang perlu diperhatikan adalah apabila potensialnya menjadi semakin negatif, maka arus keluaran anoda menjadi semakin besar dan semakin cepat pula laju konsumsi anoda tersebut. Potensial lain yang perlu diperhatikan adalah open circuit potential (OCP), yaitu potensial anoda korban pada lingkungannya sebelum dihubungkan dengan struktur yang akan dilindungi. Harga potensial ini perlu diketahui karena akan mempengaruhi driving potential awal anoda yang dibutuhkan dalam proses perancangan sistem proteksi katoik anoda korban.
Potensial proteksi katoda juga perlu diperhatikan karena potensial ini merupakan nilai potensial anoda korban setelah dihubungkan dengan struktur yang akan dilindungi. Potensial ini disebut juga closed circuit potential, yang merupakan parameter penting untuk melihat apakah anoda korban dapat memenuhi fungsinya melindungi suatu struktur dalam lingkungan elektrolit tertentu.

2.1.9 Jenis-jenis Anoda Korban
Beberapa material yang sering digunakan sebagai anoda korban adalah:
• Paduan Magnesium (Mg).
• Paduan Seng (Zn).
• Paduan Aluminium (Al).

1. Anoda Magnesium
Material ini digunakan untuk lingkungan tanah karena daya dorong listrik tinggi serta keluaran arus yang besar. Digunakan juga untuk lingkungan air tawar/ rawa dan tangki air. Penggunaan pada lingkungan laut terbatas.
Ada dua kelompok paduan yang sering digunakan, yaitu:
1. 2,7 – 6,7% Al dan 0,15 – 0,20% min Mn.
2. £ 0,03% Al dan 0,5 – 1,2% min Mn.
Penambahan Mn berfungsi untuk menurunkan potensial (meningkatkan driving force) anoda Mg dimana potensial anoda Mg – 1,50 hingga – 1,70 V pada Ag/ AgCl jenuh, efisiensi pasokan arus rendah (50%) dan kapasitas pasokan arus proteksi 1230 Ah/ kg
Magnesium tidak boleh digunakan dalam tanker dan perlu diperhatikan bahwa biasanya anoda tumbal dipasang terutama pada daerah lasan. Sebagaimana diketahui bagian ini akan terkorosi lebih cepat karena pada lasan dapat terkonsentrasi tegangan dalam yang dapat menimbulkan SCC, CFC, dan HIC dan meskipun material filler telah dipilih lebih baik atau sama dengan material yang dilas, pengelasan dapat menyebabkan cacat-cacat yang mempermudah terjadinya korosi.

2. Anoda Seng
Penggunaannya paling luas, baik pada tanah dengan resistivitas rendah maupun pada lingkungan laut. Saat ini terdesak dengan penggunaan anoda aluminium untuk lepas pantai, tetapi unggul untuk pipa/ struktur yang berada dalam lumpur.
Zn murni jarang digunakan. Biasanya digunakan 0,3 – 0,6% Al, 0,003 – 0,125% maks Si dan 0,025 – 0,0125% Cd. Untuk driving voltage lebih tinggi ditambah Hg, In, Ca, Li, tetapi jarang dijumpai dalam aplikasi. Material ini tidak digunakan pada suhu diatas 40oC. Efisiensi pasokan arus 95% dan kapasitasnya 780 Ah/ kg.

3. Anoda Aluminium
Aluminium adalah material yang paling sering dipakai sebagai anoda korban. Material ini mempunyai beberapa kelebihan dan kekurangan, seperti:
• Lebih ekonomis dalam melindungi struktur baja.
• Berat jenis rendah, kapasitas yang tinggi, potensial cukup negatif, harga yang murah dibanding Anoda Zn, Mg.
• Metode proteksi yang hemat energi.
Tidak digunakan dalam keadaan murni. Kinerjanya dipengaruhi komposisi kimia. Ditambahkan indium untuk memperbaiki kinerjanya. Al murni akan membentuk lapisan pasif dan Al dapat terkorosi setempat (korosi sumuran dalam lingkungan yang mengandung Cl-). Harus ditambahkan Hg, In atau Sn bersama-sama dengan Zn agar tidak terbentuk selaput pasif protektif :
1. O,35 – 0,5% Zn dan 0,035 – 0,5% Hg (eff. 95%).
2. 0,50 – 5,00% Zn dan 0,005 – 0,03% In (eff. 95%).
3. 4,00 -7,00% Zn dan 0,1% Sn (eff. 50 – 80%).
Kapasitas pasokan arus besar 2700 – 2830 Ah/ kg untuk yang mengandung In atau Hg dengan efisiensi pasokan arus 90 – 95%.
Jenis aluminium yang sering dipakai adalah:
1. Al-Zn-Mg-In
2. Al-Zn-Hg (Galvalum I)
3. Al-Zn-In-Si (Galvalum III)
4. Al-Zn-In-Cd (Alanode I)
5. Al-Zn-In-Mg-Ca-Si (Alanode III)
Pengaruh komposisi kimia terhadap kinerja anoda aluminium adalah:
• Adanya pembentukan lapisan oksida protektif depasivasi.
• Depasivator menggerakkan potensial kerja 300-500 mV ke arah negatif.
• Depasivator yang umum digunakan : Indium (In), Merkuri (Hg), Timah (Sn), Galium (Ga).
Modifier unsur yang dipadukan untuk menggerakkan potensial 100-300mV ke arah negatif. Modifier yang umum digunakan adalah Seng (Sn), Magnesium (Mg), Barium (Ba), Cadmium (Cd)
Sedangkan pengaruh beberapa unsur spesifik terhadap aluminium sebagai anoda korban adalah:
1. Pengaruh unsur Zn
Penambahan Zn 0,5 – 15% akan menyebabkan potensial Al turun 0,1 – 0,3 V. Penambahan 0.03 – 0.05% Zn + 0.04 – 0.15% Sn mencegah pembentukan lapisan pasif, menurunkan potensial ke arah negatif, dan meningkatkan efisiensi.
2. Pengaruh unsur In
Penambahan In akan menurunkan potensial 300 – 500mV. Mencegah pembentukan lapisan pasif serta menyebabkan pola korosi yang merata pada permukaan anoda tanpa mengurangi efisiensinya.
3. Pengaruh Impurities Fe, Cu
Adanya pengotor akan menurunkan kinerja anoda. Impurities akan menimbulkan retak (flaw). Impurities Fe yang melebihi 0.04-0.1% akan menurunkan efisiensi galvanik karena pada anoda korban terjadi mekanisme intrinsic corrosion. Unsur Cu akan meningkatkan potensial ke arah yang lebih katodik juga menyebabkan pola korosi lokal
Di bawah ini adalah perbandingan sifat-sifat anoda korban:

Sedangkan beberapa aplikasi anoda korban:

2.1.10 Metoda Untuk Menentukan Jenis dan Kuantitas Anoda
A. Arus anoda
Untuk setiap situasi spesifik berat anoda total, kebutuhan arus total, dan jumlah anoda yang dibutuhkan, akan memenuhi perhitungan di bawah ini:
1. Untuk luas permukaan baja yang terendam dan harus diproteksi, arus total yang dibutuhkan:

Contoh kebutuhan arus untuk proteksi katodik baja:
Persamaan berikut memberikan berat anoda yang dibutuhkan:

Jumlah anoda minimum yang dibutuhkan dapat diperkirakan dengan persamaan:

Arus keluaran anoda:

dengan:
E1 = Potensial anode
E2 = Potensial proteksi (untuk baja = – 0,80 vs Ag/ AgCl)
Resistivitas anoda horizontal dalam air:

dengan:
R = resistivitas dari air [W.cm]
L = panjang anoda [cm]
reff = radius efektif rata-rata [cm] , diambil setelah anoda terkonsumsi 40%

B. Tahanan anoda
Tahanan untuk satu anoda batangan yang diletakkan horizontal:

Tahanan untuk satu anoda batangan yang diletakkan vertikal:

Tahanan sistem pada suatu ground bed dengan anoda vertikal lebih dari satu:

dengan catatan:
• Rumus yang sama digunakan dalam lingkungan laut/ air apabila pemasangan dilakukan berdekatan.
• Rumus yang sama digunakan untuk menghitung tahanan sistem anoda ICCP, dengan:
N= jumlah anoda
S = jarak antar anoda
Anoda yang dipilih harus memenuhi kebutuhan berat total dan arus total.
Berat yang dibutuhkan = jumlah anoda x berat per anoda
Kebutuhan arus = jumlah anoda x I (arus) yang dapat dipasok tiap anoda

C. Kapasitas anoda
Kapasitas anoda adalah jumlah arus keluaran yang dihasilkan dalam jangka waktu tertentu akibat kehilangan sejumlah berat anoda yang dihitung dalam satuan A. jam/kg.

W = perubahan berat anoda (kg)
I = arus keluaran (A)
t = waktu (jam)
a = berat atom
n = jumlah elektrton yang dipertukarkan
F = bilangan Faraday (96500)
Sebagai contoh, kapasitas anoda alumunium dapat dihitung dengan mengasumsikan berat anoda alumunium seberat 1 kg , waktu 1 jam, dengan berat atom Al 26,9815 dan jumlah elektrtron yang dipertukarkan 3, sehingga:

Artinya, apabila 1 kg Alumunium terdisolusi secara elektrokimia, dan jika seluruh muatan dipindahkan kepada logam yang akan dilindungi, maka 1 kg Alumunium akan memberikan 2981 A.jam elektron terhadap struktur yang diproteksi. Dan kapasitas anoda. Dan kapasitas anoda secara praktis akan selalu lebih kecil dari kapasitas anoda secara teoritis.

D. Laju konsumsi
Laju konsumsi adalah jumlah massa anoda yang terkonsumsi selama 1 tahun disebabkan adanya arus yang mengalir dari anoda ke katoda sebesar 1 A.
E
E = laju konsumsi (kg/A.tahun)
Laju konsumsi anoda dibutuhkan untuk menghitung usia pakai dari anoda, dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

L = umur efektif anoda (tahun)
W = berat anoda (kg)
U = faktor utilitas
E = laju konsumsi anoda (kg/A.tahun)
Im = arus rata-rata yang dibutuhkan anoda selama pemakaian (A)

E. Efisiensi anoda
Efisiensi anoda adalah perbandingan antara kapasitas anoda yang dihasilkan dalam kondisi praktis dengan kapasitas teoritis anoda yang bersangkutan. Secara matematis, dituliskan sebagai berikut:

2.1.11 Backfill untuk Anoda Korban
Untuk lingkungan dalam tanah instalasi anoda tumbal seng dan magnesium harus dilakukan dengan menggunakan backfill dengan alasan:
• Efisiensi menjadi lebih tinggi.
• Membuat anoda tidak kontak langsung dengan lingkungan tanah, sehingga mengurangi kemungkinan yang merugikan misalnya bila anoda kontak dengan fosfat, karbonat atau bikarbonat dari dalam tanah dapat terbentuk film dengan tahanan tinggi di permukaan anoda.
• Klorida cenderung untuk menurunkan efisiensi magnesium.
• Backfill mengabsorpsi moisture sehingga menjaga agar di sekeliling anoda tetap basah.
• Backfill mengurangi tahanan anoda karena seakan-akan memperbesar ukuran anoda.
Tipikal campuran backfill adalah 75% gypsum, 20% bentonit dan 5% sodium sulfat.
Tahanan jenis campuran ini 50 Wcm.

2.1.12 Tipikal Anoda Korban
Informasi berikut dibutuhkan pada perencanaan proteksi katodik dengan anoda tumbal:
• Luas area struktur yang harus diproteksi.
• Jenis dari coating.
• Lama dan frekuensi dari waktu struktur kontak dengan lingkungan, sebagai contoh balast kapal laut kemungkinan hanya diisi sewaktu-waktu dan anoda tumbal bekerja pada saat balast terisi.
• Umur proteksi katodik yang diharapkan.
• Rapat arus yang digunakan untuk memproteksi struktur, biasanya berkisar diantara 20 mA/m2- 4000mA/m2.
• Tahanan lingkungan harus ditentukan untuk menentukan tahanan anoda.
Catatan: umumnya digunakan anoda yang lebih kecil tetapi lebih banyak digunakan untuk lingkungan dengan tahanan jenis yang tinggi.
Water resistivity:

Gambar 2.1.12a Tahanan anoda dalam elektrolit (air laut)

2.2 Sistem Proteksi Katodik Impressed Current
2.2.1 Prinsip Kerja
Struktur logam yang akan dilindungi dibanjiri dengan elektron dari pemasok arus searah (rectifier) sehingga potensial struktur turun hingga atau lebih kecil dari kriteria potensial proteksi agar laju korosi struktur tidak menyebabkan korosi yang berarti. Bersamaan dengan itu potensial anoda ICCP naik dan menyebabkan terbentuknya gas oksigen yang merupakan produk reaksi oksidasi air.
Skema pengendalian korosi dengan teknik anoda korban adalah seperti yang terlihat di bawah:

Gambar 2.2.1 Skema penggunaan impressed current

2.2.2 Kelebihan dan Keterbatasan Teknik Impressed Current
Beberapa kelebihan yang dimiliki teknik impressed current dibandingkan dengan sacrificial anode antara lain:
• Struktur yang diproteksi besar.
• Keperluan arus proteksi besar.
• Rentang kualitas coating lebar.
• Tersedia sumber listrik.
• Resistivitas tanah besar.
• Tersedia lahan untuk groundbed.
• Kontrol ICCP mudah.
• Jumlah anoda ICCP yang dibutuhkan sedikit.
• Lebih murah.
• Jangkauan proteksi besar.
Sedangkan hal-hal yang perlu diperhatikan pada teknik impressed current adalah:
• Dapat terjadi interferensi.
• Dapat terjadi overproteksi.
• Tidak tepat untuk daerah padat struktur.
• Inspeksi harus lebih sering.
• Tidak boleh salah polarisasi.
• Design harus hati-hati.

2.2.3 Aplikasi Teknik Impressed Current
Struktur yang dapat diproteksi dengan teknik impressed current adalah:
• Pipeline (onshore dan offshore).
• Ship hull, ponton kapal keruk.
• Dermaga.
• Jacket.
• Baja tulangan beton.
• Tangki timbun.
• Platform.

2.2.4 Reaksi-reaksi
Reaksi-reaksi yang terjadi di permukaan anoda:
Pada permukaan anoda korban:
M ® Mz+ + e (1)
Dalam lingkungan netral Mz+ tidak stabil dan akan terhidrolisis menjadi hidroksidanya:
Mz+ + zH2O ® M(OH)z + zH+ (2)
Pada ICCP, arus dipasok dari sumber arus searah (rectifier).
Meskipun logam-logam reaktif seperti Al, Zn dan Fe dapat digunakan sebagai anoda ICCP, umumnya anoda ICCP dirancang dengan menggunakan anoda-anoda inert/ pasif (permanen) seperti platinized titanium, Fe-Si, paduan timbal, mixed oxide dsb.
Reaksi-reaksi yang terjadi pada permukaan anoda ICCP yang inert:
H2O ® ½ O2 +2H+ + 2e (3)
Bila lingkungan mengandung Cl- (>200ppm) juga akan terjadi:
2Cl- ® Cl2 + 2e (4)
Gas Cl2 yang terbentuk dapat bereaksi dengan air membentuk hipoklorida dan asam klorida melalui reaksi:
Cl2 + H2O ® HOCl + HCl (5)
Disosiasi terbatas HOCl dan HCl yang terbentuk menyebabkan penurunan pH.
Reaksi (4) dapat menyebabkan anoda Pt dan PbO2 bekerja dengan rapat arus yang tinggi. Sedangkan reaksi (3) menyebabkan penurunan pH lebih banyak dari reaksi (4) sehingga menyebabkan penurunan umur anoda.
Bila pada anoda hanya terbentuk O2 overpotensial akan bertambah dan volt keluaran rectifier harus lebih besar.
2.2.5 Jenis Anoda Impressed Current
Anoda yang digunakan pada teknik impressed current dapat dibagi menjadi beberapa bagian:
1. Fully consumable (anoda bersifat aktif). Contoh: baja, besi tuang, aluminium, seng, dsb.
2. Konduktor non metalik. Contoh: anoda grafit dan anoda magnetit (Fe3O4). Pada permukaan anoda ini, hanya terjadi reaksi pembentukan gas. Gas CO2 juga terbentuk bila digunakan anoda grafit.
3. Logam-logam/paduan yang pasif sebagian. Contoh: paduan ferrosilikon, paduan Pb, dsb. Selama anoda bekerja akan terbentuk lapisan pasif yang masih konduktif, reaksi yang terjadi adalah reaksi pembentukan gas.
4. Logam-logam yang pasif sempurna. Contoh: anoda platina, platinized titanium, platinized niobium, dsb. Lapisan pasif protektif terbentuk selama anoda bekerja dan selaput ini masih dapat menghantarkan elektron.
5. Oksida. Contoh: magnetit, mixed oxide, dsb. Pada permukaan anoda ini hanya terbentuk reaksi gas.

2.2.6 Sifat Anoda Impressed Current
Sifat yang diinginkan pada anoda impressed current adalah:
• Laju konsumsinya rendah.
• Overpotensial reaksi anodiknya rendah.
• Konduktivitas listriknya tinggi.
• Dapat diandalkan.
• Kekuatan mekaniknya memadai.
• Ketahanan abrasinya tinggi.
• Harganya terjangkau.
• Dapat diproduksi dalam berbagai bentuk.

2.2.7 Backfill untuk Impressed Current
Tujuan digunakannya backfill adalah untuk:
• Memperendah tahanan antara anoda dengan tanah.
• Meningkatkan konduktivitas.
• Memungkinkan gas yang terbentuk dari reaksi anodik keluar.
Coke breeze backfill digunakan dengan HSCBI, anoda grafit dan anoda lainnya. Coke breeze backfill untuk anoda impressed current.
Analisa Fisik:
100% melewati saringan ½ inch.
85% melewati saringan 3/8 inch.
Minimum 20% tersisa pada saringan 1/8 inch.
Analisa Kimia (% berat):
Moisture : 9,5 – 14,7%
Volatile Matter: 3,0 – 3,14%
Fixed Carbon : 78,22 – 78,40 %
Ash : 18,6 %
Sulphur : 1,20 %
Maksimum 50 W cm pada dry basis
Material yang biasa digunakan untuk backfill:
• Coal coke. Biasanya sudah memenuhi standar di atas tanpa perlakuan lebih lanjut.
• Petroleum coke. Harus dikalsinasi terlebih dahulu.
• Natural graphite atau graphite flake.

2.2.8 Rectifier
Skema rectifier yang digunakan dalam impressed current:

 

Sumber gambar materikimia(com)

Comments
Loading...
Optimization WordPress Plugins & Solutions by W3 EDGE