SEMINAR TUGAS AKHIR. Aisha Mei Andarini. Oleh : Dosen Pembimbing : Dr.rer.nat.Triwikantoro, M.Sc. Surabaya, 21 juli 2010

Transkripsi

1 SEMINAR TUGAS AKHIR STUDI KASUS DESAIN PROTEKSI KATODIK ANODA KORBAN PADA PIPA BAWAH TANAH PDAM JARINGAN KARANG PILANG III Oleh : Aisha Mei Andarini Dosen Pembimbing : Dr.rer.nat.Triwikantoro, M.Sc Surabaya, 21 juli 2010

2 PENDAHULUAN

3 Latar Belakang Pipa Alat distribusi dalam industri Penempatan di dalam tanah Cara Pemperlambat korosi KOROSI Proteksi Katodik ANODA KORBAN

4 Tujuan Penelitian 1. Mengetahui prinsip dan aplikasi proteksi katodik anoda korban. 2. Mengetahui pengaruh tahanan jenis tanah dalam proteksi katodik terhadap jumlah dan berat anoda korban yang dipasang. 3. Mengetahui pengaruh jumlah dan umur anoda korban dalam sistem proteksi katodik. Batasan Masalah 1. Analis hanya dilakukan pada pipa bawah tanah PDAM jaringan Karang Pilang III. 2. Analisa kimia tanah seperti kandungan sulfat, klorida dan arus liar (stay current) diabaikan. 3. Proteksi korosi hanya diaplikasikan untuk permukaan luar pipa yang langsung kontak dengan tanah.

5 TINJAUAN PUSTAKA

6 DEFINISI KOROSI Perusakan suatu material karena bereaksi dengan lingkungannya. PINDAHNYA ION LOGAM DARI LOGAM KE LINGKUNGAN

7 SEL KOROSI BASAH Anoda : Terkorosi dengan melepaskan elektron dari atomatom logam netral untuk membentuk ion-ion yang bersangkutan. Reaksi : M M n+ + ne - Katoda : Tidak mengalami korosi Reaksi : ph < 7 : H + + e - H (atom) 2H H 2(g) ph 7 : 2 H 2 O (l) + O 2 (g) + 4e - 4OH - Elektrolit : Istilah yang diberikan kepada larutan yang harus bersifat menghantarkan listrik. Hubungan Listrik : Antara anoda dan katoda harus terdapat kontak listrik agar arus dalam sel korosi dapat mengalir

8 Korosi pada Jaringan Pipa Bawah Tanah Gambar 1 Sel Korosi Akibat Media Tidak Homogen Gambar 2 Sel Korosi Akibat Perbedaan Kandungan Oksigen

9 Prinsip Proteksi Katodik Gambar. 3 Diagram E/pH Untuk Besi Dalam Air 1. Pengurangan ph (larutan dibuat lebih asam). 2. Peningkatan ph 3. Pemberian potensial lebih negatif 4. Potensial dibuat lebih positif

10 Proteksi Katodik Metode Anoda Korban Menggunakan prinsip sel galvanik Jenis logam Potensial, V(SHE) Gambar 4 Reaksi Elektrokimia pada Gandengan Galvanik Seng dan Platinum (Fontana, 1987) Au/Au 3+ Pt/Pt ++ Hg/Hg ++ Cu/Cu ++ H/H + Pb/Pb ++ Ni/Ni ++ Fe/Fe ++ 1,50 Mulia 1,20 0,85 0,337 0,00-0,126-0,25-0,44 Zn/Zn ++ Al/Al 3+ -0,76 Mg/Mg ++ -1,66-2,37 Aktif Tabel 1. Deret emf (Fontana, 1987) Gambar 8 Skema diagram Anoda korban pada Pipa

11 ANODA KORBAN Tabel 4 Sifat masing-masing anoda tumbal Paduan Sifat Paduan Al Paduan Mg Zn Kerapatan (kgm -3 ) Kapasitas (Ah kg -1 ) Pengausan (kg.ay - )) 1 ) 10,7 3,2 4,1 Pengausan(ml.Ay -1 ) Keluaran (A m -2) 6,5 6,5 10,8 E korr (mv) Tegangan dorong(v0 0,25 0,25 V 0,85 Tabel 5. Komposisi Kimia dan Sifat Elektrokimia High Potential Anode Cu Al Mn Ni Fe Zn Si other Mg 0,005 max 0,01 max 0,5-1,30 0,001 max 0,01 max Potential Kapasitas Efisiensi Berat 1.70 Volts 1200 Ah/Kg 85% 14,5 kg 0,004 max 0,05 max 0,03 max sisanya

12 METODOLOGI PENELITIAN

13 Pengumpulan data Perancangan teknis dan perhitungan Analisa data dan pembahasan

14

15 HASIL PERANCANGAN DAN PEMBAHASAN

16 Data Pemeriksaan Kondisi Tanah (Tahanan jenis dan ph tanah) Tabel 1 Data tahanan jenis tanah di jalur penanaman pipa. Ratarata ρ PENGUKURAN SOIL RESISTIVITY-CATHODIC PROTECTION Pengadaan dan pengukuran Pipa Baja distribusi Primer Karang Pilang III PDAM ρ (ohm-cm) ph No. Lokasi Pengukuran Kedalam Tanah (=Jarak Antar Pin) 2 m 3 m 4 m 5 m 6 m perm ukaa n Tanggal 7-8 September 2009 Keterangan Lokasi 1 STA ,8 Kebun Pisang KelerKrg Pilang 2 STA Tanah Lapang TB STA ,8 Dekat Jalan Lapang Tembak Marinir 4 STA Dekat Crossing Jalan416 5 STA ,4 Dekat Pemancingan TB STA Dekat Tower, 50 m dari TB 1014

17 Perhitungan Perancangan Tabel 2 Perhitungan desain proteksi katodik pipa bawah tanah PDAM. No. Parameter Simbol Unit Nilai Data-data struktur 1 Luas Penampang yang diproteksi A m Kebutuhan arus proteksi pipa Ip Amp 6,44 3 Kebutuhan berat anoda W Kg Total jumlah anoda termasuk safety faktor 5 Jumlah Anoda Tes Pos WT buah 80 buah 7

18 Pengaruh Tahanan Jenis Tanah Terhadap Jumlah dan Umur anoda Arus keluaran anoda Hubungan antara tahanan jenis tanah dan arus keluaran anoda ,680 2,480 2,640 Tahanan jenis tanah Umur Anoda (tahun) Hubungan antara tahanan jenis tanah dan umur anoda Jumlah anoda proteksi (buah) Hubungan antara tahanan jenis tanah dan jumlah anoda proteksi ,680 2,480 2,640 Tahanan jenis tanah 0 1,680 2,480 2,640 Tahanan jens tanah

19 Analisis Perubahan Jumlah Anoda terhadap Sistem Proteksi. Tabel 5 Penurunan jumlah anoda sebanyak 1 buah dari jumlah anoda proteksi ph I p I A W T W T-1 5, , , , , , , ,8 Tabel 6 Kenaikaan jumlah anoda sebanyak 1 buah dari jumlah anoda proteksi ph I p I A W T W T+1 5, , , , ,8 6, , , ,4

20 Pemeriksaan Potensial Setelah semua pekerjaan pemasangan proteksi katodik anoda korban selesai dilakukan, maka dilakukan pengujian terhadap sistem proteksi apakah bekerja sesuai dengan yang diharapkan. Sistem proteksi katodik dibiarkan bekerja selama minimal 24 jam sebelum pengukuran potensial proteksi dilakukan agar sistem relatif stabil Potensial (V) Potensial pipa Potensial Magnesium Potensial Sistem Titik Pengukuran

21

22 KESIMPULAN

23 Dari data hasil pengamatan di lapangan, hasil perhitungan dan pembahasan yang dilakukan, maka diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Hasil perhitungan desain sistem proteksi katodik pipa bawah tanah PDAM Jaringan Karang Pilang III, pada tahanan jenis tanah Ω.cm, anoda yang digunakan adalah anoda Magnesium dengan berat 14,5 kg sebanyak 80 buah. 2. Bertambahnya tahanan jenis tanah menyebabkan arus keluaran anoda semakin kecil, jumlah anoda yang diperlukan untuk proteksi semakin banyak dan umur anoda semakin peanjang. Pada tahanan jenis tanah Ω.cm, Ω.cm dan Ω.cm arus keluaran anoda berturutturut 135 ma; 92,4 ma; 8,8 ma, dengan jumlah anoda berturut 4 buah, 6 buah, 7 buah serta umur anoda berturut-turut 12 tahun, 19 tahun dan 20 tahun. 3. Pengurangan jumlah anoda sebanyak 1 buah dari jumlah anoda proteksi menyebabkan arus keluaran anoda terlalu kecil, sehingga tidak bisa memenuhi kriteria proteksi. Anoda yang berjumlah 3 buah, 5 buah, 6 buah memiliki arus keluaran berturut-turut 405 ma; 462 ma; 484,8 ma, sedangkan penambahan jumlah anoda sebanyak 1 buah dari jumlah anoda proteksi menyebabkan arus keluaran anoda terlalu besar, sehingga membawa dampak merugikan pada pipa. Anoda yang berjumlah 5 buah, 7 buah, 8 buah memiliki arus keluaran berturut-turut 675 ma; 646,8 ma; 646,4 ma.

24