ANALISA DESAIN SISTEM SS IMPRESSED CURRENT CATHODIC PROTECTION (ICCP) PADA OFFSHORE PIPELINE MILIK JOB PERTAMINA PETROCHINA EAST JAVA OLEH : Rizky Ayu Trisnaningtyas 4306100092 DOSEN PEMBIMBING : 1. Ir. Hasan Ikhwani, M.Sc 2. Ir. Heri Supomo, M.Sc
Agenda Presentasi 1. LATAR 2. PERUMUSAN BELAKANG MASALAH 3. TUJUAN PENELITIAN 5. BATASAN MASALAH 7. METODOLOGI 4. MANFAAT PENELITIAN 6. DASAR TEORI 8. ANALISA DAN PEMBAHASAN
1. LATAR BELAKANG Pipeline merupakan alat lt transportasit untuk tk penyaluran minyak dan gas yang paling aman dan ekonomis. Pada umumnya, permasalahan utama yang sering dihadapi oleh pipeline terutama pada lepas pantai (offshore) adalah terjadinya korosi. Korosi tidak dapat dihentikan sama sekali namun hanya bisa dicegah atau diperlambat lajunya.
Untuk memperlambat laju korosi dilakukan dengan beberapa metode diantaranya adalah rancangan (desain), pemilihan bahan material, pemakaian inhibitor, pelapisan (coating), serta Cathodic Protection (CP). Dari beberapa metode di atas yang digunakan pada pembahasan Tugas Akhir ini untuk offshore pipeline yaitu dengan menggunakan metode Cathodic Protection. Ada dua jenis Cathodic Protection yaitu Sacrificial Anode Cathodic Protection (SACP) dan Impressed Current Cathodic Protection ti (ICCP).
Namun dalam penelitian ini membahas mengenai desain sistem Impressed Current Cathodic Protection (ICCP) yang digunakan pada offshore pipeline milik JOB Pertamina- Petrochina East Java. Desain ICCP ini dilakukan berdasarkan segi teknis maupun ekonomis dan kemudian desain ICCP tersebut akan dibandingkan dengan Sacrificial Anode.
2. PERUMUSAN MASALAH Beberapa permasalahan yang akan dibahas dalam Tugas Akhir ini adalah : 1. Bagaimana mendesain sistem ICCP pada offshore pipeline milik JOB Pertamina-Petrochina East Java ditinjau dari segi teknis yang nantinya akan dibandingkan dengan menggunakan Sacrificial Anode Cathodic Protection (SACP)? 2. Bagaimana mendesain sistem ICCP pada offshore pipeline milik JOB Pertamina-Petrochina East Java ditinjau dari segi ekonomis yang nantinya akan dibandingkan dengan menggunakan Sacrificial i Anode Cathodic Protection (SACP)?
3. TUJUAN PENELITIAN Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah : 1. Membuat desain sistem ICCP pada offshore pipeline milik JOB Pertamina-Petrochina East Java dari segi teknis yang nantinya akan dibandingkan dengan menggunakan Sacrificial Anode Cathodic Protection (SACP). 2. Membuat desain sistem ICCP pada offshore pipeline milik JOB Pertamina-Petrochina East Java dari segi ekonomis yang nantinya akan dibandingkan dengan menggunakan Sacrificial Anode Cathodic Protection (SACP).
4. MANFAAT PENELITIAN Manfaat yang diperoleh dari penulisan Tugas Akhir ini adalah : 1. Mengetahui parameter-parameter yang digunakan dalam mendesain sistem ICCP pada offshore pipeline milik JOB Pertamina-Petrochina East Java dari segi teknis maupun ekonomis yang nantinya akan dibandingkan dengan menggunakan Sacrificial Anode Cathodic Protection (SACP). 2. Mengetahui cara mendesain sistem ICCP yang memenuhi (sesuai) kriteria berdasarkan segi teknis maupun ekonomis yang nantinya akan dibandingkan dengan menggunakan Sacrificial Anode Cathodic Protection (SACP).
5. BATASAN MASALAH Batasan masalah dalam Tugas Akhir ini adalah : 1. Metode yang digunakan untuk perlindungan terhadap korosi pada offshore pipeline yaitu dengan menggunakan metode sistem ICCP yang didesain berdasarkan segi teknis maupun ekonomis. Namun desain sistem ICCP tersebut nantinya akan dibandingkan juga dengan menggunakan Sacrificial Anode Cathodic Protection (SACP). 2. Data yang digunakan untuk mendesain sistem ICCP dan Sacrificial Anode Cathodic Protection (SACP) ini adalah data offshore pipeline milik JOB Pertamina-Petrochina East Java.
Lanjutan... 3. Perhitungan dilakukan berdasarkan DnV RP B401 tahun 1993 dan 2005 Cathodic Protection Design, NACE Corrosion Control, NACE Standart RP 0169-1996 section 5, serta NACE Standart RP 0572-2001. 4. Analisa desain sistem ICCP dan Sacrificial Anode Cathodic Protection (SACP) meliputi segi teknis yaitu tahap perancangan, tahap instalasi (pemasangan), dan tahap maintenance sedangkan segi ekonomisnya adalah biaya perancangan, biaya pemasangan, serta biaya maintenance.
6. DASAR TEORI Korosi... Korosi didefinisikan sebagai proses degradasi material akibat interaksi dengan lingkungan g sekitarnya. Interaksi tersebut menimbulkan reaksi korosi yang umumnya merupakan reaksi elektrokimia. lkt ki i Reaksi elektrokimia lkt ki i melibatkan perpindahan elektron-elektron.
Empat faktor yang mempengaruhi dan berperan dl dalam reaksi kielektrokimia lk i diantaranya : 1.Anoda 2. Katoda 3. Larutan Elektrolit 4. Hubungan Listrik Fenomena korosi ini tidak dapat dihentikan namun hanya bisa dicegah atau diperlambat lajunya. Pencegahan atau perlambatan laju korosi dapat dilakukan dengan beberapa metode seperti rancangan (desain), pemilihan bahan material, pemakaian inhibitor, pelapisan (coating), serta Cathodic Protection.
Cathodic Protection ti Perlindungan katodik merupakan salah satu metode pencegahan korosi yang efektif untuk digunakan pada permukaan logam yang sudah terserang korosi Metode Cathodic Protection ada dua jenis diantaranya : Impressed Current dan Sacrificial anode.
Impressed Current Cathodic Protection adalah perlindungan korosi dengan memberikan elektron pada material pipa pp dengan jalan menggunakan sumber arus listrik dari luar sistem. Sedangkan Sacrificial Anode merupakan perlindungan dengan cara galvanic coupling dimana logam yang akan diproteksi dikopel dengan logam yang lebih anodik
7. METODOLOGI PENELITIAN Secara umum sistematika pengerjaan tugas akhir ini dapat dilihat pada diagram alir (flowchart) sebagai berikut : METODOLOGI
8. ANALISA DAN PEMBAHASAN Data Properties Offshore Pipeline...
Tabel 8.1 Data Properties Offshore Pipeline Data Properties Offshore Pipeline milik JOB Pertamina-Petrochina East Java Deskripsi Unit Nilai Material - API 5L Gr. X52 Ukuran nominal pipa (NPS) inch 10 Ketebalan pipa (Sch 60) m 0,0127 Diameter luar pipa (OD) m 0,27305 Panjang pipa m 18.625,28 (dari Palang Station-FSO) Umur desain pipa tahun 20 Resistivitas air laut ohm cm 20 Material eksternal coating - Coal Tar Enamel Ketebalan eksternal coating m 0,0048 Ketebalan concrete coating m 0.03 Faktor breakdown coating 0,02 Umur desain coating tahun 20 Kedalaman air laut m 25 Densitas air laut kg/m 3 1025 Desain Densitas arus ma/ft 2 5 Status - Unburied
Desain Sistem ICCP A. Segi Teknis 1. Tahapan Desain Sistem ICCP Berikut ini akan dijelaskan tahapan desain sistem ICCP untuk diaplikasikan pada offshore pipeline dengan life time design selama 20 tahun : Kondisi Lapisan Pelindung (Coating) Data lapisan pelindung pipa distribusi dari Palang Station ke FSO Material lapis lindung Ketebalan lapisan : Coaltar Enamel : 4,8 mm
Luas permukaan pipa yang diproteksi : 15983,42 m 2 Kebutuhan arus proteksi : 21,51 A Data dimensi anoda MMO ICCP : Panjang anoda MMO ICCP = 500 mm Diameter luar anoda MMO ICCP = 25 mm Arus anoda = 15 A Umur desain anoda = 20 tahun Jumlah anoda yang dibutuhkan yaitu 2 buah dipasang pada 2 titik yaitu Palang Station dan FSO
Tahanan anoda : - Palang Station = 0,259 ohm - FSO = 0,259 ohm Tahanan kabel DC dari anoda ke junction box : - Palang Station = 0,00042 ohm - FSO = 0,00042 ohm Tahanan kabel DC dari junction box ke kutub positif rectifier : - Palang Station = 0,212 ohm - FSO = 0,073 ohm
Tahanan total sirkuit DC - Palang Station = 0,472 ohm - FSO = 0,333 ohm Tegangan DC Rectifier - Pl Palang Station = 707V 7,07 - FSO = 5,58 V Total Tegangan DC Rectifier - Palang Station = 8,13 V - FSO = 6,42 V
Kebutuhan daya AC yang diperlukan untuk rectifier - Palang Station = 4,33 A - FSO = 433A 4,33 Kapasitas transformer-rectifier yang dibutuhkan - Pl Palang Station = 3kVA - FSO = 3 kva
2. Tahapan Instalasi Sistem ICCP Menentukan banyaknya anoda ICCP yang dibutuhkan untuk memproteksi offshore pipeline milik JOB Pertamina-Petrochina East Java dengan menggunakan perhitungan desain yang dibahas sebelumnya. Dari hasil perhitungan desain tersebut didapat dua buah anoda ICCP yang dipasang pada dua titik sepanjang 18.625,28 m dari Palang Station-FSO yaitu Titik pertama pada area Palang Titik kedua pada area FSO
Untuk area Palang dan FSO Anoda ICCP yang digunakan yaitu berbentuk tubular jenis Mixed Metal Oxide (MMO) yang dilapisi titanium dengan panjang anoda sebesar 500 mm, diameter anoda sebesar 25 mm dengan keluaran arus anoda sebesar 15A serta masa pakainya selama 20 tahun dan secara horizontal tepat di atas offshore pipeline. pp Anoda ICCP tersebut dihubungkan ke junction box dengan menggunakan kabel DC ukuran 16 mm 2 Sedangkan dari junction box menuju kutub positif rectifier dihubungkan dengan menggunakan kabel DC ukuran 35 mm 2 dan untuk kutub negatif rectifier ke pipa yang diproteksi juga sama dengan menggunakan kabel DC ukuran 35 mm 2
Beberapa prosedur untuk tahap instalasi sistem ICCP yaitu : pemasangan anoda MMO dengan menggunakan FRP, pemasangan FRP dan stainless band pada pipa, pemasangan junction box tepat berada di samping FRP, peletakkan posisi rectifier pada tempat yang aman, pemasangan kabel DC ukuran 16 mm 2 dan 35 mm 2
3. Tahapan Maintenance Sistem ICCP Tahap maintenance sistem ICCP dilakukan dengan inspeksi setiap 6 bulan sekali terdiri dari : 1. Pengukuran tegangan pipa terhadap reference elektrode (AgAgCl) untuk air laut dengan menggunakan voltmeter untuk membuktikan apakah pipa tersebut terkorosi atau tidak. Dan apabila hasil pengukuran tersebut kurang dari 850 mv maka pipa tidak terkorosi, sedangkan bila melebihi 850 mv maka pipa tersebut terkorosi sehingga perlu penambahan arus dari rectifier yang dikirim ke pipa. 2. Pembersihan anoda terhadap marine growth
B. Segi Ekonomis 1. Biaya pembelian peralatan sistem ICCP Palang Station sebesar Rp. 92.212.000,00212 FSO sebesar Rp. 68.935.000,00 Jadi, total keseluruhan biaya pembelian peralatan sistem ICCP untuk daerah Palang Station dan FSO sbesar Rp. 161.147.000,00
2. Biaya instalasi sistem ICCP terdiri dari biaya penyelam dan biaya sewa alat selam Biaya instalasi sistem ICCP daerah Palang Station dan FSO selama 1 hari adalah Biaya penyelam = Rp. 4.000.000,00 Biaya sewa alat selam = Rp. 5.000.000,00 J d l b l ICCP b Jadi, total biaya instalasi sistem ICCP sebesar Rp. 9.000.000,00
3. Biaya maintenance sistem ICCP meliputi biaya penyelam dan biaya sewa alat selam Untuk Palang Station dan FSO Biaya penyelam = Rp. 4.000.000,00 Biaya sewa alat selam = Rp. 5.000.000,00 Total = Rp. 9.000.000,00 Dengan 5 kali inspeksi sehingga, total biaya maintenance sebesar Rp. 45.000.000,00
Analisa Desain Sistem ICCP Desain sistem ICCP yang dibuat akan dibandingkan dengan desain Sacrificial Anode A. Segi Teknis 1. Tahapan Desain Sistem ICCP Berikut ini akan dijelaskan tahapan desain sistem ICCP untuk diaplikasikan pada offshore pipeline dengan life time design selama 20 tahun : Kondisi Lapisan Pelindung (Coating) Data lapisan pelindung pipa distribusi dari Palang Station ke FSO Material lapis lindung Ketebalan lapisan : Coaltar Enamel : 4,8 mm
Perhitungan ` Desain Sacrificial Anode Luas permukaan pipa yang diproteksi 15983,42 m 2 Kebutuhan arus proteksi : 17,20 A Kebutuhanmassa u assa anoda : 1288 kg Berat anoda akhir : 1,76 kg Tahanan anoda : 0,101 ohm Keluaran arus anoda : 1,59 ohm Jumlah anoda yang dibutuhkan : 73 pcs Jarak pemasangan antar anoda:254,41 41 m
2. Tahapan Instalasi Sacrificial Anode Pemasangan Sacrificial Anode pada offshore pipeline sangat menentukan untuk usaha mengurangi terjadinya korosi, hal ini dipengaruhi oleh sebaran arus listrik yang dialirkan. Peletakkan dari sacrificial anode adalah dengan membagi jumlah anoda yang dipasang pada seluruh luasan pipa adalah sama dengan cara membagi panjang pipa dengan jumlah anoda yang dibutuhkan. Untuk pipa distribusi sepanjang 18.625,28 28 meter dari Palang ke FSO (Floating Storage and Offloading), jumlah anoda yang dibutuhkan adalah sejumlah 73 buah. Sehingga dari jumlah anoda yang dibutuhkan disebarkan dengan jarak antar anoda adalah sama yaitu 254,41 meter.
3. Tahapan Maintenance Sacrificial Anode pengecekan anoda secara visual untuk megetahui kondisi korosi yang terjadi pada anoda bracelet aluminium serta pembersihan anoda bracelet auminium i terhadap marine growth
B. Segi Ekonomis 1. Biaya desain Sacrificial Anode meliputi : Jenis Unit Berat tiap anoda Harga/kg Rp. Total Rp. Bracelet aluminium 73 17,6 kg 60.000 77.088.000 2. Biaya instalasi meliputi : Biaya pengelasan = Rp. 500.000,00 Ada 73 anode,maka total keseluruhan biaya instalasi sebesar Rp. 36.500.000,00 3. Biaya maintenance meliputi biaya penyelam dan biaya sewa alat selam selama 2 hari Biaya penyelam = Rp. 8.000.000,00 Biaya sewa alat selam = Rp. 10.000.000,00
Dengan 20 kali inspeksi sehingga total biaya maintenance Sacrificial Anode sebesar Rp. 360.000.000,00
KESIMPULAN Dari Tugas Akhir yang telah dilakukan selama ini, kesimpulan yang dapat diberikan dari analisa hasil dan pembahasan adalah sebagai berikut : Dari Segi teknis : Untuk desain Untuk sistem ICCPdib dibutuhkan 2 anoda dipasang pada area Palang Station sama area Palang. Untuk Sacrificial Anode dibutuhkan 73 anode dengan dipasang sepanjang offshore pipeline dengan jarak yang sudah ditentukan sebesar 254,41m. Untuk instalasi sistem ICCP lebih rumit dibanding Sacrificial Anode Dari Segi Ekonomis : Biaya pembelian peralatan sistem ICCP lebih mahal dibanding biaya Sacrificial Anode
SARAN Saran yang dapat diberikan untuk penelitian lebih lanjut adalah sebagai berikut : Untuk mendesain sistem ICCP dapat menggunakan berbagai macam tipe anode dan bentuk anoda seperti yang terdapat dipasaran Mendesain sistem ICCP dapat dilakukan dengan menggunakan Program Visual Basic 6.0 untuk mempermudah perhitungan teknis dari desain sistem ICCP dan dapat digunakan sebagai validasi antara hasil desain secara manual dengan Visual Basic.
DAFTAR PUSTAKA DNV, 1993, Recommended Pratice Cathodic Protection Design. DNV, 2005, Recommended Pratice Cathodic Protection Design. Det Norske Veritas DNV-RP-B401 Det Norske Veritas DNV-RP-B401 Halimatuddahliana, 2003, Pencegahan Korosi dan Scale pada Proses Produksi Minyak Bumi, Tugas Akhir Jurusan Teknik Kimia, USU, Sumatera Utara. Nugroho, A. A., 2006, Studi Eksperimen Pengaruh Inhibitor terhadap Laju Korosi Internal pada Material Pipa Minyak, Surabaya : Jurusan Tk Teknik Kl Kelautan-Fakultas Fkl Tk Teknologi Kl Kelautan-Institut Tk Teknologi Sepuluh Nopember.
Supomo, H., 1995, Diktat Kuliah Korosi, Surabaya : Jurusan Teknik Perkapalan-Fakultas Teknologi Kelautan-Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Trethewey, KR dan J. Chamberlain, 1991, Korosi Untuk Mahasiswa Dan Rekayasawan. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama. Widharto, S., 2001, Karat dan Pencegahannya, Jakarta : Pradnya Paramita. Wikipedia, 2010, http://id.wikipedia.org/wiki/proteksi_katodik Zakaria, E., 2004, Studi Perbandingan Karakteristik Pencegahan Korosi Pipa Menggunakan Methode Sacrificial Anode dan Methode Impressed Current di PT. Emomi Paiton Probolinggo, Surabaya : Jurusan Teknik Sistem Perkapalan-Fakultas Teknologi Kelautan-Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
TERiMA KASiH