PIPA : PENCEGAHAN KOROSI (1)

http://www.bss.com.cn/cpxx1.asp?type=coatings%20for%20pipeline

1. Pendahuluan

Pipa bawah laut biasanya didesain agar bisa beroperasi 10 hingga 40 tahun. Agar dapat bertahan selama itu, pipa perlu dilindungi dari korosi, baik internal maupun eksternal. Korosi internal berkaitan dengan fluida yang dialirkan di dalam pipa, dibahas di Flow Assurance.

External coating dapat mencegah korosi pada pipa. Walaupun begitu, tetap ada kemungkinan coating rusak pada saat shipping atau instalasi. Proteksi katodik dengan pengorbanan anoda digunakan untuk mencegah bagian yang rusak dari korosi.

2. External Pipe Coating

External coating berfungsi untuk melindungi pipa dari korosi. Single layer coating digunakan jika pipa selalu berada dalam kondisi statis, stabil, berada di tanah seperti tanah liat atau pasir. Lapisan (layer) tambahan diperlukan untuk tambahan proteksi, menjaga pipa agar stabil di dasar laut (dengan weight), atau memberi isolasi. Isolasi berfungsi untuk menjaga agar temperatur fluida di dalam pipa lebih tinggi daripada temperatur lingkungan. Multi-layer coating biasanya digunakan di lingkungan di mana external coating mudah tergerus, misalnya di tanah berbatu.

Sifat coating yang perlu dipertimbangkan untuk pipa bawah laut adalah :

resistensi terhadap absorpsi air laut resistensi terhadap bahan kimia di air laut

resistensi terhadap cathodic disbondment

fleksibilitas

resistensi terhadap benturan dan abrasi

resistensi terhadap cuaca

kompatibilitas dengan proteksi katodik

Single-layer coating kemungkinan tidak bisa menyediakan semua sifat yang diperlukan pipa pada berbagai kondisi operasi. Oleh karena itu diperlukan multi-layer coating. Agar coating menempel pada pipa, proses manufaktur surface finish perlu

mendapat perhatian. Jika proses surface finish tidak baik, coating tidak akan menempel dengan semestinya pada pipa.

Single-Layer Coating

Single-layer coating yang sering dipilih untuk perpipaan bawah laut adalah Fusion Bonded Epoxy (FBE), khususnya di Amerika dan Inggris. Tabel di bawah menyajikan sifat FBE. Sebagian besar pipa penyaluran minyak dan gas menggunakan FBE karena biayanya murah. FBE dapat dipadukan dengan concrete weight coating.

Tipe coatingTemperatur maksimum

(oC)Ketebalan rata-rata

coating (mil)Fusion Bonded

Epoxy90 14 hingga 18

Coating lain yang dapat digunakan bersama dengan concrete coating adalah coal tar enamel dan coal tar epoxy. Keduanya merupakan bituminous coating yang diperkuat dengan fiberglass. Walaupun demikian, sebagian besar bituminous coating biasanya tidak digunakan terkait dengan peraturan lingkungan dan penurunan efisiensi (sagging, cracking, permeasi, and deteriorasi kimia).

Multi-layer Coating

Tabel di bawah menyajikan multi-layer coating untuk perpipaan bawah laut.

Tipe coatingTemperatur

maksimum (oC)Dual-layer FBE, Duval 903-layer polyethylene (PE) 1103-layer polypropylene (PP) 140Polychloropene 90

Dual-Layer FBE. Dual-layer FBE coating digunakan jika proteksi tambahan diperlukan untuk layer luar, seperti temperatur tinggi, resistensi terhadap abrasi, dan lain-lain. Untuk pipa bawah laut, temperatur fluida di dalam pipa menurun mendekati ambien setelah menempuh jarak beberapa km. Kebutuhan coating dibatasi untuk SCR (steel catenary riser) pada area touchdown di mana abrasi tinggi dan coating tambahan dengan resistensi tinggi terhadap abrasi diperlukan. Sistem Duval terdiri dari FBE base coat (20 mil) yang berikatan dengan polypropylene coating (20 mil). Polypropylene layer memberikan proteksi mekanik.

Three-Layer. 3-layer polypropylene (PP) coating terdiri dari epoxy atau FBE, thermoplastic adhesive coating, dan polypropylene top coat. Polyethylene (PE) dan polypropylene (PP) coating merupakan extruded coating. Coating ini digunakan untuk proteksi tambahan mengatasi korosi, biasanya digunakan untuk sistem dinamis, seperti SCR (steel catenary riser), dan lokasi di mana temperatur fluida di dalam pipa cukup tinggi. Di Eropa, PE

dan PP coating banyak digunakan karena memiliki dielectric strength, water tightness, thickness yang baik, serta kebutuhan arus untuk proteksi katodik yang rendah.

Concrete Weight Coating. Concrete weight coating digunakan jika kestabilan perpipaan di dasar laut menjadi isu utama. Densitas concrete yang umum digunakan adalah 140 lbs/ft3 dan 190 lbs/ft3. Densitas yang lebih besar diperoleh dengan menambahkan bijih besi ke dalam concrete mix. Pada saat ini bijih besi sudah ditambahkan ke dalam concrete menghasilkan densitas 275 hingga 300 lbs/ft3.

3. Organisasi yang Berkaitan dengan Pipe Coating

Organisasi di Amerika :

. American Society of Testing Methods (ASTM)

. Steel Structures Painting Council (SSPC)

. National Association of Corrosion Engineers (NACE)

. National Bureau of Standards (NBS)

. International Organization for Standardization (ISO)

Di Eropa :

. Det Norske Veritas (DnV)

. Deutsches Institut fur Nurmung (DIN)

. British Standards (BS)

. International Organization for Standardization (ISO)

Pengertian umum korosi adalah : degradasi material akibat reaksi elektrokimia dengan lingkungannya. Secara umum metal kembali kedalam keadaan awal sebagai bijih besi dan kehilangan seluruh properties metalik yang dimilikinya.

Reaksi yang terjadi pada bahan yang terbuat dari besi :

FeÛFe 2+ + 2e-

Atom besi à Ion besi (ferrouss) + Elektron

Ketika  sebuah metal berubah (terurai), atom metal akan kehilangan elektronnya dan berubah menjadi larutan  sebagai ion metal. Pada reaksi ini besi terurai kedalam bentuk cairan besi yang selanjutnya akan disebut sebagai anoda. Ketika ion besi terurai menjadi cairan besi, ia akan melepas 2 buah elektron. Ion besi yang berada pada fasa cair tadi dapat bereaksi dengan ion lainnya dan membentuk produk dari korosi, seperti besi oksida, besi sulfit, Besi Carbonat atau ion klorida.

Pada logam besi tersebut terdapat bagian yang tidak ikut terurai menjadi larutan. Bagian ini disebut sebagai katoda. Elektron mengalir dari anoda melalui metal menuju katodik area. Pada katodik area,  elektron yang bermuatan negatif akan bereaksi dengan ion bermuatan positif yang berada dalam air (zat cair) yang kontak dengan logam tersebut.

Reaksi pada anoda adalah:

2H+ = 2e- à H2

Hydrogen Ions + elektron à Hidrogen gas

Bila terdapat oksigen, maka terjadi reaksi samping sebagai berikut :

*  Dalam larutan asam : O2 + 4H+ + 4e- à 2H2O

*  Dalam larutan netral dan larutan alkali  : O2 + 2H2O + 4e- à 4OH-

Reaksi dalam area anoda akan menghasilkan elektron, dan reaksi pada katoda area memerlukan elektron, sehingga akan terjadi aliran elektron dari area anoda menuju area katoda. Aliran listrik mengalir dengan arah sebaliknya, dari katoda ke anoda. Agar terjadi aliran listrik, maka bagian anoda dan katoda harus tertutupi oleh larutan elektolit.

Korosi dapat terjadi dalam semua bahan logam. Apabila korosi terjadi pada bagian dalam sebuah pipa, maka korosi ini disebut sebagai korosi internal.

Korosi akan berlangsung apabila semua syarat terpenuhi, seperti adanya katoda, anoda dan adanya sejumlah larutan elektrolit.

*  Penyebab terjadinya korosi internal :

*  Secara Kimia

*  Konduktifitas dan pH.

Seperti telah dibahas seperti sebelumnya, korosi tidak akan terjadi tanpa kehadiran 3 aspek penting yaitu anoda, katoda, dan larutan elektrolit. Semakin konduktif larutan elektrolit yang dipakai atau dialirkan dalam pipa, maka makin cepat laju korosi pipa tersebut. Korosi tidak dapat dicegah, namun dapat diperlambat dengan mengganti elektrolit yang dipakaii dengan elektrolit dengan konduktifitas yang lebih rendah, sehingga komposisi antara jumlah metal (pipa) yang terurai dengan jumlah arus yang mengalir antara anoda dan katoda.

Air hasil distilasi tidak begitu konduktif, namun bila didalamnya terkandung sejumlah garam terlarut, maka air  ini akan menjadi sangat konduktif dan sangat korosif.

Hal yang sama juga terjadi dengan larutan elektrolit yang berada pada rentang pH tertentu. pH berada pada rentang harga 0-14, dengan nilai tengah pH = 7 yang berarti bahwa cairan bersifat netral. Larutan dengan pH berada dibawah 7 maka larutan ini disebut sebagai larutan asam, dan larutan yang berada dalam rentang harga pH diatas 7 disebut sebagai larutan alkalin (biasa disebut sebagai “Basic solution”). Laju korosi biasanya akan meningkat bila pH larutan makin kecil (makin asam) atau pH larutan sangat besar(alkalin)

Agar dapat menekan laju korosi, maka dilakukan berbagai cara, penambahan buffer yang akan mempertahankan  pH larutan dalam rentang harga tertentu dimana larutan berada pada kondisi yang kurang korosif.

*  Dissolved Gas

Dissolved CO2 yang terkandung dalam sistem pipa minyak dan gas alam dapat menyebabkan korosi. CO2 apabila melarut dalm air akan membentuk suatu asam lemah (asam karbonat) sehingga memiliki sifat korosif.

Reaksi yang terjadi :

CO2 terlarut dalam air :

CO2(g) ÛCO2 (aq)

CO2 (aq) + H2O(l) Û H2CO3(aq)

H2CO3(aq)ÛH+(aq) + HCO3-

(aq)

Reaksi pada anoda         : FeÛFe 2+ + 2e-

Reaksi pada katoda       : 2HCO3-(aq) Û H2 (g)+ 2 CO3

-(aq)

Reaksi keseluruhan        : 2Fe (s) + 2HCO3- (aq) Û H2 (g)+ 2 Fe CO3 (s)

*  Microbiological Influenced Corrosion (MIC)

Korosi ini disebabkan oleh mikroorganisme (Desulfovibrio desulfuricans) yang banyak terdapat dalam sumur gas dan minyak bumi. Mikroorganisme ini hidup secara anaerob, namun dapat bertahan hidup dalam air yang bersirkulasi hingga dapat menemukan tempat yang cocok dengan habitat asli mereka. Mikroorganisme ini menghasilkan H2S yang dapat mempercepat laju korosi. Kemudian H2S bereaksi dengan Fe membentuk FeS.

*  Secara Fisika

Temperatur

Laju korosi bertambah seiring meningkatnya temperatur. Dalam suatu sistem terbuka, laju korosi dapat meningkat pada saat temperatur bertambah dan

berkurang ketika temperatur terus dinaikkan. Karena semakin panas larutan, maka dissolved gas akan keluar dari larutan, sehingga laju korosi semakin berkurang. Namun dalam suatu sistem tertutup, tidak berlaku yang demikian. Hal ini dikarenakan tekanan mencegah gas untuk keluar.

Tekanan

Besar tekanan dapat mempengaruhi laju reaksi kimia, begitu juga dengan laju terjadinya korosi. Dalam sistem minyak dan gas, semakin tinggi tekanan, semakin banyak gas yang dapat larut, sehingga laju korosi yang terjadi semakin tinggi.

Kecepatan

Kecepatan aliran fluida kerja yang melewati pipa dapat mempengaruhi laju korosi yang terjadi pada pipa. Suatu aliran yang stagnan atau aliran dengan kecepatan yang rendah akan menurunkan laju korosi namun aliran yang mati total, akan menyebabkan terjadinya deposit dari korosi erosi sebelumnya dan fluida kerja dapat menjadi suatu tempat inkubasi bagi MIC, sedangkan suatu aliran yang berkecepatan tinggi sehingga menyebabkan terjadinya turbulensi atau adanya gelembung gas dapat mengakibatkan terjadinya korosi erosi yang diakibatkan menghilangnya lapisan oksida pada logam akibat terkikis oleh aliran fluida kerja.

Korosi pada bagian dalam atau yang lebih dikenal sebagai internal corrosion adalah korosi pada suatu jaringan pipeline yang didalam pipa tersebut mengalirkan fluida dengan fasa jamak. Fasa jamak tersebut terdiri dari air dan kontaminannya, gas contoh O2, H2S, CO2 atau chloride.

Top-of-the-line corrosion

Top-of-the-line corrosion (TLC) terjadi pada pipeline yang memindahkan fluida berupa gas basah. Kerena terjadi transfer panas ke lingkungan mengakibatkan terjadinya kondensasi uap air yang terbawa gas basah. Efek gravitasi mengakibatkan sebagian besar condensed water mengalir ke bagian bawah (bottom) pipa. Penggunaan inhibitor untuk mengurangi laju korosi sangatlah tidak efektif mengingat letak korosi pada bagian atas pipa.

Gambar 1. Proses kondensasi pada pipa [1].

Gunaltun [1] membagi pipe wallmenjadi beberapa bagian yang berbeda:

-          Bagian bawah pipa: uniform corrosion, laju korosi dapat diturunkan    dengan penggunaan inhibitor.

-          Sidewall: condensed water turun ke bawah, uniform corrosion, penggunaan inhibitor tidak efisien.

-          Bagian atas pipa: terbentuknya protective iron carbonate layer, inhibitor tidak efektif dan terjadi localized corrosion.

Paramater yang mempengaruhi TLC antara lain:

Kosentrasi asam

Kosentrasi asam mempengaruhi laju korosi, sekamin tinggi kosentrasi asam maka semakin tinggi laju korosi.

Laju kondensasi

Semakin tinggi laju kondensasi semakin tinggi laju korosi.

Temperatur gas

Hasil suatu penelitian menyebutkan bahwa gas temperatur lebih dari 70 OC akan terbentuk lapisan protektif yang mengurangi laju korosi. Bila temperatur kurang dari 50 OC maka lapisan tersebut tidak bersifal protektif sehingga laju korosi tinggi.

Kecepatan gas

Gas velocity memiliki efek langsung padda laju kondensasi yang juga berpengaruh terhadap laju korosi

Kandungan CO2

CO2 Corrosion

Salah satu internal corrosion adalah CO2 corrosion. Carbon dioxide corrosion adalah kasus yang paling banyak dipelajari di industri minyak dan gas. Ini berdasarkan fakta bahwa crude oil dan gas alam dari reservoir/gas well biasanya berisi CO2 (dan H2S-hydrogen sulfide). korosi yang disebabkan CO2 dan H2S disebut sour corrosion. Namun apabila hanya CO2 saja maka disebut sweet corrosion.

Mekanisme sweet corrosion adalah sebagai berikut:

Gas CO2 pada aliran oil/gas membentuk carbonic acid (H2CO3) ketika larut dalam air. Air terkandung dalam gas/crude. H2CO3 ini  bersifat korosif terhadap baja dan paduannya.

CO2 + H2O => H2CO3 (Carbonic Acid)

Dampak korosi CO2 adalah terjadinya pitting dan penipisan pada baja dan paduannya (lihat gambar 2).

Gambar 2. Pitting dan penipisan ketebalan pipa akibat korosi CO2 [2]

Faktor utama yang mempengaruhi laju korosi pada korosi CO2- CO2 partial pressureSemakin tinggi partial pressure maka semakin tinggi laju korosi.- TemperaturSemakin tinggi temperatur maka semakin tinggi laju korosi.- pHsemakin rendah pH maka semakin tinggi laju korosi.- kecepatan aliransemakin tinggi kecepatan alir maka semakin tinggi laju korosi.

Sour corrosion

Tingkat korosi pada oil and gas well meningkat dengan hadirnya chorides pada larutan air, karbon dioxida,  dan hydrogen sulphide. Lingkungan disebut sweet selama tidak ada hydrogen sulphide. Dengan hanya CO2 menyebabkan laju korosi yang tinggi, maka dengan adanya hydrogen sulphide maka laju korosi akan semakin meningkat. Ini disebut sour corrosion.

Lingkungan dikatakan sour bila partial pressure H2S diatas 0,05 psi [4]. Pada tekanan ini laju korosi  meningkat karena fasa air berubah menjadi lebih asam dengan membentuk iron sulphide scale. Sulphide stress cracking (SCC) terjadi pada high strength steel yang mengandung martensit. Ini juga dapat terjadi pada baja ferritic.

Sour corrosion terjadi pada beberapa hydrogen emrittlement yang menyebabkan mterial mengalami kegagalan pada level tegangan di bawah yield strength [5].

Korosi adalah suatu proses elektrokimia dimana atom-atom akan bereaksi dengan zat

asam dan membentuk ion-ion positif (kation). Hal ini akan menyebabkan timbulnya aliran-

aliran elektron dari suatu tempat ke tempat yang lain pada permukaan metal.

Secara garis besar korosi ada dua jenis yaitu :

1.    Korosi Internal

yaitu korosi yang terjadi akibat adanya kandungan CO2 dan H2S pada minyak bumi,

sehingga apabila terjadi kontak dengan air akan membentuk asam yang merupakan penyebab

korosi.

2.    Korosi Eksternal

yaitu korosi yang terjadi pada bagian permukaan dari sistem perpipaan dan peralatan,

baik yang kontak dengan udara bebas dan permukaan tanah, akibat adanya kandungan zat

asam pada udara dari tanah.

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Laju Korosi

Laju korosi maksimum yang diizinkan dalam lapangan minyak adalah 5 mpy (mils

per year, 1 mpy = 0,001 in/year), sedangkan normalnya adalah 1 mpy atau kurang. Umumnya

problem korosi disebabkan oleh air. tetapi ada beberapa faktor selain air yang mempengaruhi

laju korosi) diantaranya:

Faktor Gas Terlarut.

Oksigen (02), adanya oksigen yang terlarut akan menyebabkan korosi pada metal seperti laju

korosi pada mild stell alloys akan bertambah dengan meningkatnya kandungan oksigen.

Kelarutan oksigen dalam air merupakan fungsi dari tekanan, temperatur dan kandungan

klorida. Untuk tekanan 1 atm dan temperatur kamar, kelarutan oksigen adalah 10 ppm dan

kelarutannya akan berkurang dengan bertambahnya temperatur dan konsentrasi garam.

Sedangkan kandungan oksigen dalam kandungan minyak-air yang dapat mengahambat

timbulnya korosi adalah 0,05 ppm atau kurang. Reaksi korosi secara umum pada besi karena

adanya kelarutan oksigen adalah sebagai berikut :

Reaksi Anoda : Fe Fe2- + 2e

Reaksi katoda : 02 + 2H20 + 4e 4 OH

Karbondioksida (CO2), jika kardondioksida dilarutkan dalam air maka akan terbentuk asam

karbonat (H2CO2) yang dapat menurunkan pH air dan meningkatkan korosifitas, biasanya

bentuk korosinya berupa pitting yang secara umum reaksinya adalah:

CO2 + H2O H2CO3

Fe + H2CO3 FeCO3 + H2

FeC03 merupakan corrosion product yang dikenal sebagai sweet corrosion

Faktor Temperatur

Penambahan temperatur umumnya menambah laju korosi walaupun kenyataannya

kelarutan oksigen berkurang dengan meningkatnya temperatur. Apabila metal pada

temperatur yang tidak uniform, maka akan besar kemungkinan terbentuk korosi.

Faktor pH

pH netral adalah 7, sedangkan ph < 7 bersifat asam dan korosif, sedangkan untuk pH

> 7 bersifat basa juga korosif. Tetapi untuk besi, laju korosi rendah pada pH antara 7 sampai

13. Laju korosi akan meningkat pada pH < 7 dan pada pH > 13.

Faktor Bakteri Pereduksi atau Sulfat Reducing Bacteria (SRB)

Adanya bakteri pereduksi sulfat akan mereduksi ion sulfat menjadi gas H2S, yang

mana jika gas tersebut kontak dengan besi akan menyebabkan terjadinya korosi.

Faktor Padatan Terlarut

Klorida (CI), klorida menyerang lapisan mild steel dan lapisan stainless steel. Padatan ini

menyebabkan terjadinya pitting, crevice corrosion, dan juga menyebabkan pecahnya alooys.

Klorida biasanya ditemukan pada campuran minyak-air dalam konsentrasi tinggi yang akan

menyebabkan proses korosi. Proses korosi juga dapat disebabkan oleh kenaikan konduktivity

larutan garam, dimana larutan garam yang lebih konduktif, laju korosinya juga akan lebih

tinggi.

Karbonat (C03), kalsium karbonat sering digunakan sebagai pengontrol korosi dimana film

karbonat diendapkan sebagai lapisan pelindung permukaan metal, tetapi dalam produksi

minyak hal ini cenderung menimbulkan masalah scale.

Sulfat (S04), ion sulafat ini biasanya terdapat dalam minyak. Dalam air, ion sulfat juga

ditemukan dalam konsentrasi yang cukup tinggi dan bersifat kontaminan, dan oleh bakteri

SRB sulfat diubah menjadi sulfida yang korosif.

Lingkungan

Lokasi

Tergantung pada lokasi logam atau pipa berada : di daerah yang basah atau kering,

panas atau dingin, kondisi air tawar atau air laut, di permukaan atau di bawah tanah, memiliki

potensi bahan kimia, produksi minyak, dan apakah mengandung uap atau gas.

Mechanical

Kondisi pipa atau logam mendapatkan stress (tekanan), mengalami fatigue (tekanan),

terjadi pemindahan, adanya proses kavitasi, erosi dan freeting.

Media Korosif

Dengan perubahan konsentrasi media korosif pada lingkungan benda konstruksi akan

menimbulkan beberapa kondisi korosi. Pengaruh konsentrasi dapat menimbulkan

karakteristik berbeda antara kedua benda konstruksi. Untuk material tertentu, konsentrasi

korosif sebanding dengan kecepatan korosi.

Organisme

Pengaruh mikroorganisme terhadap korosi ada 2 macam, yaitu:

Secara langsung

menghasilkan zat korosif seperti hidrogen sulfida, carbon dioksida, amonia, asam

organik dan anorganik

Secara tidak langsung

menghasilkan zat katalisator atau depolarisasi yang merupakan bahan untuk

mempercepat reaksi korosi antara material dengan lingkungannya.

Akibat lainnya yang dapat ditimbulkan dari kegiatan Mikro-Organisme antara lain:

bakteri aerob akan membutuhkan O2 untuk melakukan metabolisme

O2 yang dibutuhkan ini sebagian akan menjadikan awal proses korosi pada material

Aspek yang ditimbulkan oleh makro-organisme dalam menstimulus korosi:

pemakan perlindungan (coating)

merupakan perangkap zat korosif

hasil feses atau limbah metabolisme makro-organisme

Lingkungan Industri Minyak

Pada umumnya di lingkungan industri minyak terdapat 3 area yang seringkali

mengalami korosi, yaitu:    

Kegiatan produksi (Production)

Pendistribusian dan Penyimpanan (Transportation and Storage)

Operasi Pemisahan (Refinery Operation)

Di daerah sumur condensasi (well condensates) akan sangat banyak terjadi korosi ,ini

karena:

kedalaman yang lebih dari 5000 ft

temperatur terendah dalam sistem adalah 160oF dan tekanan 1500 lb/m2

pH dalam sistem ini adalah 5,4 sehingga bersifat asam ( didalamnya terkandung asam

organik)

Untuk mengetahui karakteristik korosi dalam sumur dilakukan beberapa tindakan,

yaitu:       

inspeksi permukaan peralatan

membuat analisa terhadap carbon dioksida dan asam organik

pengujian coupon exposure

survey terhadap tubing-caliper

Efek Ekonomi

Dampak dari korosi mengakibatkan banyak biaya dapat dicegah atau dikurangi

dengan melakukan perencanaan dan kendali yang optimal, seperti berikut:

 ...................................................... (1)

           

Sedangkan untuk biaya operasional dan perawatan diformulasikan sbb:

 .............................................................................................. (2)

Dan untuk mencari nilai ekonomis suatu konstruksi setelah sekian tahun beroperasi

adalah sebagai berikut:

 ................................................................................................................. (3)

keterangan:

O/M                 = biaya operasi dan perawatan

Op                   = biaya produksi

            Om                  = biaya perawatan

            Om                  = corrosion cost   +  overhead cost

           = biaya reparasi + biaya penggantian + biaya pencegahan

            IP                    = nilai konstruksi pada tahun ke-n

            Io                     = investasi awal

            Cn                    = total cash selama n tahun

Macam-macam korosi

Korosi Homogen

Korosi homogen terjadi karena reaksi electro chemical yang secara homogen terjadi

karat ke seluruh bagian material yang terbuka. Korosi ini memiliki sifat-sifat sebagai berikut

Merata dan material menipis, Kehilangan tonage besar dan kecepatan tinggi. Adapun contoh-

contoh korosi homogen sebagai berikut :

korosi pada badan kapal

pilar – pilar pelabuhan

korosi pada kaki kaki jacket

sebatang besi yang tercelup larutan asam sulfat

atap seng

Korosi homogen dapat tidak dapat dihilangkan tetapi dapat mengurangi laju korosi

yang terjadi dengan cara : pemilihan material yang sesuai, coating yang sesuai, penambahan

inhibitor dan katodic protection.

Perhitungan kehilangan berat akibat korosi

 ....................................................................................................  (4)

            Keterangan :

W = Berat material yang hilang (gr)

D = Density material (gr/cm3)

A = Luas penampang korosif

T = Tebal material (cm)

Galvanic Corrosion

Apabila terjadi kontak atau secara listrik kedua logam yang berbeda potensial tersebut

akan menimbulkan aliran elektron/listrik diantar kedua logam. Logam yang mempunyai

tahanan korosi rendah ( potensial rendah) akan terkikis dan yang tahanan korosinya lebih

tinggi (potensial tinggi) akan mengalami penurunan korosinya. Korosi galvanic corrosion

dipengaruhi oleh, lingkungan, jarak, area/luas.

Cara-cara pencegahan pada galvanic corrosion :

Memilih logam dengan posisi deret sedekat mungkin.

menghilangkan pengaruh rasio luas penampang yang tidak diinginkan.

memberikan isolasi diantara dua logam yang berbeda bila memungkinkan.

penerapan coating dengan mengutamakan pada logam anode.

penambahan inhibitor dengan cermat untuk mengurangi keagresifan logam dalam proses

korosi.

pencegahan sistem sambungan mur baut dengan bahan berbeda dengan logam induknya.

Kecepatan korosi dapat dilihat dalam persamaan berikut ini :

 ........................................................................................  (5)

            Keterangan:

                      =  Resistivitas media elektrolit

            l           =  Jarak kedua logam

            A         = Luas permukaan yang berpengaruh

            V1, V2  = Potensial logam

            t           =  Waktu

Crevice Corrosion

Crevice Corrosion memiliki sifat-sifat yang tidak tampak dari luar dan sangat

merusak konstruksi, korosi ini sering terjadi pada sambungan kurang kedap yang disebabkan

oleh lubang, gasket, lap joint, kotoran/endapan.

Mekanisme

Oksidasi :             M    + 1e

Reduksi :             O2 + 2H20 + 4e  4OH-

Dari reaksi diatas ion electron (e) yang dihasilkan dalam reaksi oksidasi akan

digunakan oleh oksigen (o2) untuk mereduksi air (H2O) untuk menjadi ion OH. Dengan kata

lain bahwa ion hidroksil (H+) dihasilkan pada setiap pembentukan ion logam M+. Karena

tempatnya atau celahnya terbatas maka reaksi reduksi dari oksigen pada daerah tersebut habis

sedangkan metal M terus bereksi

Kecenderungan pembentukan ion M+ ini kemudian disetimbangkan oleh adanya ion

klorida atau cl- yang terdapat pada celah tersebut. Hasil reaksi dari kedua ion tersebut akan

meningkatkan konsentrasi dari metal clorida atau MCl.

Dari reaksi diatas didapat HCL yang berubah ion H+ atau CL- yang dapat

meningkatkan laju penghancuran metal didalam celah. Laju korosi didalam celah tersebut

sangat cepat dan bersifat auto katalik karena adanya ion H+ dan Cl-

Adapun cara pencegahannya adalah sebagai berikut:

Penggunaan sistem sambungan butt joint dengan pengelasan dibanding dengan sambungan

keling untuk peralatan peralatan baru

Celah sambungan ditutup dengan pengelasan menerus atau dengan soldering

Peralatan – peralatan harus diperiksa dan dibersihkan secara teratur, terutama pada sambungan

– sambungan yang rawan

Hindari pemakaian packing yang bersifat higroskopis

Penggunaan gasket dan absorbent seperti teflon jika memungkinkan

Pada desain saluran drainase,hindari adanya lengkungan – lengkungan tajam serta daerah

genangan fluida

Filiform Corrosion

Serangan dari korosi ini tidak merusak komponen utama metal tetapi hanya

mempengaruhi atau merusak penampilan permukaan metal dimana permukaan dan

penampilan kaleng makanan atau minuman.

Mekanisme terjadinya korosi ini merupakan kasus khusus untuk jenis korosi celah.

Selama pertumbuhannya, pada bagian kepala unsur seperti H2O dan O2 dari udara luar

secara osmosis. Kedua unsur ini selanjutnya bereaksi dengan ion Fe konsentrasi tinggi

membentuk oksida Fe. H2O dan O2 ini akan berdifusi masuk kebagian kepala dan keluar dari

bagian ekor secara terus menerus, korosi tertahan dibagian kepala dimana hidrolisa yang

terjadi dibagian kepala menyebabkanlingkungan yang bersifat asam, sehingga korosi ini

dapat menyebar secara otomatis.

Pencegahan secara global

Menyimpan material berlapis metal (email) didalam  kondisi kering.

Memberikan lapisan brittle fil.

Intergranular Corrosion

Korosi intergranular terjadi pada daerah tertentu dengan penyebab grain boundary.

Hal ini disebabkan oleh adanya kekosongan unsur/elemen pada kristal ataupun impurities

dari proses casting. Korosi ini terjadi pada casting and welding

Adapun cara pencegahan adalah sebagai berikut :

  Casting

Pada proses ini harus dilakukan dengan jalan mengecor logam dengan step yang benar,

komposisi yang benar dan pendinginan yang benar sesuai dengan karakteristik masing –

masing logam dan kegunaannya

  Welding

Pemilihan elektrode yang benar, prosedur pengelasan yang benar, pendinginan yang benar

Korosi Erosi 

Akibat gesekan antara fluida dengan logam sehingga logam tergerus dengan

percepatan atau penambahan keburukan sifat material karena gerakan relatif antara fluida

korosif dan permukaan metal. Korosi erosi dibagi menjadi 2 tipe yaitu ;

  Korosi Kavitasi: Akibat adanya benturan gelembung fluida dengan permukaan logam

sehingga berakibat luka terhadap permukaan logam tersebut

  Fretting Corrosion: Akibat gesekan antara logam dengan logam dan berakibat suhu logam

naik dan tergerus sesama logam.

Tipe Media Korosif antara lain gas, larutan encer, sistem organik, metal cair dan

semua tipe peralatan yang diekspos fluida (piping system, katup, pompa dan propeller). Dan

cara pencegahannya secara global antara lain menggunakan material dengan ketahanan korosi

yang baik, perancangan (design) yang baik, coating dan cathodic protection.

Pencegahan Korosi

Dengan dasar pengetahuan tentang elektrokimia proses korosi yang dapat

menjelaskan mekanisme dari korosi, dapat dilakukan usaha-usaha untuk pencegahan

terbentuknya korosi. Banyak cara sudah ditemukan untuk pencegahan terjadinya korosi

diantaranya adalah dengan cara proteksi katodik, coating, pembalutan dan penggunaan

chemical inhibitor.

Proteksi Katiodik

Untuk mencegah terjadinya proses korosi atau setidak-tidaknya untuk memperlambat

proses korosi tersebut, maka dipasanglah suatu anoda buatan di luar logam yang akan

diproteksi. Daerah anoda adalah suatu bagian logam yang kehilangan elektron. Ion positifnya

meninggalkan logam tersebut dan masuk ke dalam larutan yang ada sehingga logaml tersebut

berkarat. Terlihat disini karena perbedaan potensial maka arus elektron akan mengalir dari

anoda yang dipasang dan akan menahan melawan arus elektron dari logam yang didekatnya,

sehingga logam tersebut berubah menjadi daerah katoda. Inilah yang disebut Cathodic

Protection. Dalam hal diatas elektron disuplai kepada logam yang diproteksi oleh anoda

buatan sehingga elektron yang hilang dari daerah anoda tersebut selalu diganti, sehingga akan

mengurangi proses korosi dari logam yang diproteksi. Anoda buatan tersebut ditanam dalam

suatu elektrolit yang sama (dalam hal ini tanah lembab) dengan logam (dalam hal ini pipa)

yang akan diprotekasi dan antara dan pipa dihubungkan dengan kabel yang sesuai agar proses

listrik diantara anoda dan pipa tersebut dapat mengalir terus menerus.

Coating

Cara ini sering dilakukan dengan melapisi logam (coating) dengan suatu bahan agar

logam tersebut terhindar dari korosi.

Pelapisan dengan semen (concrete coating)

Pelapisan ini digunakan pada pipa yang akan dipasang pada daerah air laut, dimana

ketebalan semen diharapkan akan dapat menghindarkan kontaminasi secara langsung antara

air laut dengan permukaan pipa dan juga selain itu lapisan semen ini juga digunakan sebagai

pemberat pipa yang akan diletakkan didasar laut sehingga tidak memerlukan lagi pemberat.

Namun kelemahan dari pelapisan semen pada jaringan pipa dasar laut adalah sulit sekali

untuk melakukan pemeliharaan atau melakukan inspeksi dengan peralatan yang sederhana,

hal ini disebabkan jaringan pipa tersebut sudah tertutup Lumpur didasar laut. Untuk

keperluan pemeriksaan dilakukan  dengan menggunakan intelegent pig yang dimasukkan

dalam jaringan pipa dan didorong oleh fluida yang mengalir pada jaringan pipa tersebut.

Dengan pekerjaan yang relatif sederhana intelegent pig dapat memberikan informasi tentang

cacat yang ada pada jalur pipa transportasi cukup akurat, baik jenis cacatnya maupun lokasi

dimana cacat itu berada. Sehingga sangat memudahkan bagi kita untuk memperbaikinya.

Pengecatan (Painting)

Pengecatan untuk subsea pipeline hanya mungkin dilakukan pada awal instalasi,

sehingga untuk pipa yang terendam air pemeliharaan dengan cara pengecatan tidak mungkin

dan tidak dilakukan.  Pemeliharaan dengan pengecatan dilakukan untuk instalasi pipa yang

berada pada bagian permukaan.

Dalam pengecatan perlu diperhatikan penggunaan cat yang sesuai dengan standart dan

ketebalan cat perlu diperhatikan, yaitu ketebalan antara primer coat, intermediate coat dan

top coat.  Sebelum pipa dicat harus dilakukan sandblasting terlebih dahulu, untuk

memastikan bahwa tidak ada air atau kotoran yang dapat menyebabkan korosi setelah

dilakukan pengecatan.  Untuk subsea pipeline cara ini tidak dilakukan karena umur cat yang

terbatas, sehingga untuk subsea pipeline cara yang sering digunakan yaitu dengan cara

pelapisan dengan meggunakan semen atau aspal.

Pemakaian Bahan-Bahan Kimia (Chemical Inhibitor)

Untuk memperlambat reaksi korosi digunakan bahan kimia yang disebut inhibitor

corrosion yang bekerja dengan cara membentuk lapisan pelindung pada permukaan metal.

Lapisan molekul pertama yang tebentuk mempunyai ikatan yang sangat kuat yang disebut

chemis option. Corrosion inhibitor umumnya berbentuk fluid atau cairan yang diinjeksikan

pada production line. Karena inhibitor tersebut merupakan masalah yang penting dalam

menangani kororsi maka perlu dilakukan pemilihan inhibitor yang sesuai dengan kondisinya.

Material corrosion inhibitor terbagi 2, yaitu :

a.         Organik Inhibitor

                        Inhibitor yang diperoleh dari hewan dan tumbuhan yang mengandung unsur

karbon dalam senyawanya. Material dasar dari organik inhibitor antara lain:

         Turunan asam lemak alifatik, yaitu: monoamine, diamine, amida, asetat, oleat, senyawa-

senyawa amfoter.

b.         Inorganik Inhibitor

                        Inhibitor yang diperoleh dari mineral-mineral yang tidak mengandung unsur

karbon dalam senyawanya. Material dasar dari inorganik inhibitor antara lain kromat, nitrit,

silikat, dan pospat.