ANALISA PERBANDINGAN PEMAKAIAN DAN PEMASANGAN CATHODIC PROTECTION DENGAN MENGGUNAKAN METODE WILSON WALTON DAN DIMET DENGAN METODE PENDEKATAN

LPPM Politeknik Bengkalis

ANALISA PERBANDINGAN PEMAKAIAN DAN PEMASANGAN CATHODIC PROTECTION DENGAN MENGGUNAKAN METODE WILSON WALTON DAN DIMET DENGAN METODE PENDEKATAN Muharnis Teknik Perkapalan Politeknik Bengkalis Jl. Batin Alam, Sei-Alam, Bengkalis-Riau [email protected]

Abstrak Cataodic Protection adalah salah satu cara perlindungan baja terhadap karat, akan tetapi pengunaannya tidak dapat memulihkan suatu pelat seperti semula. Catodic protection terbuat dari logam seng, alumunium,dan magnesium. Penggunaan metode Wilson dan Dimet serta Metode Pendekatan menghasilkanestimasi biaya pemakaian catodic protection baik itu mengunakan zinc anode maupun alumunium anode untuk pergantian melalui periode tertentu dengan menghitung bagian kapal yang akan direparasi. Katakunci: CatodicProtecion,Zincanode,alumuniumanode 1. PENDAHULUAN Serangan karat merupakan bahaya Nasional yang nyata, tingkat kerugian nya sangat besar yang tanpa kita sadari dan kita ketahui keberadaannya. seperti hal nya pada kapal, salah satu masalah yang dihadapi dalam pemeliharaan kapal ialah bagaimana cara mengatasi karat secara efektif. untuk mengatasi masalah tersebut antara lain dari pemakain cat anti karat ditemukan lah cara lain yaitu dengan pemakaian Cathodic Protection yang dipasang pada lambung kapal. Cathodic protection ini terbuat dari logam seng, Aluminium, Magnesium, pada kapal logam yang digunakan yaitu Seng dan Aluminium atau yang di kenal Zinc Anode dan Aluminium Anode Pada kontruksi kapal, jenis karat yang banyak di jumpai yaitu jenis karat yang Disebabkan oleh faktor biologis, yakni karat yang disebab kan oleh Bakteri atau Binatang laut yang melekat pada lambung kapal (fouling). Fouling yang melekat pada lambung kapal ini pada suatu saat akan terlepas yang disebabkan adanya perjalanan kapal yang melintasi daerah perairan asin dan tawar sehingga akan mempermudah fouling ini terlepas, tetapi

akan terbentuk krek – krek kecil yang tampak dari bekas fouling ini menempel. Untuk itu dengan adanya pemakaian Cathodic protection ini dapat mengatasi karat pada bagian tersebut sekaligus dapat mengisi bagian yang berlubang tersebut, hal ini terjadi karena adanya aliran arus listrik yang mengalir pada daerah yang memakai Chatodic protection ini. Aliran arus listrik ini ini memgalir karena adanya zat penghantar yaitu Air laut. berbagai jenis karat yang kita jumpai dalam kehidupan sehari - hari dan dapat kita bedakan penyebab timbulnya karat tersebut. Pada kapal penyebab timbul nya karat antara lain: a. Faktor biologis yakni karat yang disebabkan oleh bakteri preduksi sulfat b. Karat adanya proses elektro kimia (karat air laut) c. Karat yang terjadi melalui proses kimia (karat asam, karat titik embun ) d. Karat karena adanya kerusakan mekanis (karat gesekan, serangan tumbukkan partikel, karat kelelahan) Berbagai jenis karat diatas dapat diatasi dengan menggunakan cat anti karat sedangkan logam yang lebih Anodik dari

Disampaikan Pada Seminar Nasional Industri dan Teknologi [SNIT} 2008 Bengkalis, 03-04 Desember 2008

181


logam baja, untuk mengatasi serangan karat dari factor biologis, dilakukan dengan menggunakan cathodic protection, cathodic protection ini lebih Anodik dari logam baja. Sistem yang umum dipakai sebagai cathodic protection dalam dunia pemeliharaan Kapal adalah sebagai berikut : 1. Zink Anode 2. Aluminium Anode Kedua sistem tersebut umumnya dipergunakan karena pemakain coating Anti Karat (A.C) atau anti fouling(A.F) dan lain – lain, perlindungan cathodic protection Dimaksud membuat semua bagian permukaan baja menjadi chatodic sehingga terjadi Pengkaratan pada daerah yang tadinya anodic. karat terjadi apabila arus searah (aliran electron) meninggalkan metal. Namun sebaliknya electron yang memasuki metal dari daerah sekitarnya tidak menimbulkan karat. Seperti halnya pada logam aluminium terkenal dengan bahan anti karat apabila Dihubungkan dengan air laut maka Aluminium ini juga akan terjadi karat, karat pada Aluminium inilah yang akan melindungi badan kapal dari serangan karat. terdapat dua Metode dalam perlindungan katodic antara lain : 1. Metode arus di paksa kan (impressed Current) 2. Metode Anoda yang dikorban kan (Cathodic protection) Dalam hal ini bagian khusus yang dibahas yaitu tentang pemakaian system Alunium Anode, sesuai dengan sistem yang di pakai pada KM. OB PUAH. Pemakian Chathodic ini sangat membantu dalam mengatasi karat khususnya dalam pemeliharaan Kapal. Untuk itu karena dalam pembahasan ini akan di bahas berapa banyaknya pemakaian Cathodic Protection pada sebuah kapal dengan menggunakan suatu perhitungan tersendiri atau secara terioritas.Karena ini sangat penting untuk dijadikan suatu paduan dalam pemakaian Cathodic Protection .

Tujuan Penelitian [a] Untuk mengetahui beberapa banyak jumlah chatodic protection yang dibutuhkan pada suatu kapal secara terioritis dengan menggunakan metode wilson walton dan dimet dengan metode rumus pendekatan [b] Dapat mengetahui biaya yang dibutuhkan dalam pemasangan cathodic protection

Perumusan Masalah. Karena begitu pentingnya pemakaian Cathodic Protection pada sebuah kapal, maka dalam penelitian ini akan dibahas adalah perhitungan jumlah Cathodic Protection yaitu Zink Anode dan Alumunium Anode yang digunakan serta biaya yang akan dikeluarkan serta estimasi biaya hingga tahun 2020.dengan menggunakan 2 metode yaitu metode wilson walton dan dimet dengan metode rumus pendekatan Total zink Anoda =

ALxHour YearxT eletrikalcapasity of alloy

kg

Dimana: AL = Arus listrik yang dibutuhkan Elektrical capacity =780 Amp.Hr / kg Of Alloy T = Berdasarkan jangka waktu tahun penggatian Hour per year = 8760 jam Aluminium Anoda Al × hourperyear × T = ....kg ElektricalcapasityofAlloy Elektrical capasity of Alloy = 2540 -2730 Amp. h / kg


182


2. PEMBAHASAN Zinc Anoda pada sebuah kapal sangat penting sekali dikarenakan untuk mencegah terjadinya korosi pada lambung kapal, untuk mempermudah pemasangan zinc anoda dilakukan diatas docking untuk mempermudah proses pengerjaan pada lambung kapal .Zinc anoda berbentuk lempengan – lempengan logam yang non fero. Jenis-jenis Zinc anoda ada 3 macam: [a] [b] [c]

Zinc anoda berbentuk kaki dua Zinc anoda berbentuk kaki empat Zinc anoda berbentuk kaki enam

Pemasangan Zinc anoda ini pada plat lambung kapal tergantung pada pemilik kapal (Owner) dan biasanya Zinc anoda yang biasa digunakan pada plat lambung kapal berbentuk kaki dua dan kaki enam. Kwalitas dari macam yaitu :

Zinc anoda terdiri atas dua

[a] Kwalitas yang baik Yaitu Zinc yang pada setiap periode akan habis karena peristiwa yang terjadi [b] Kwalitas yang kurang baik Yaitu Zinc pada lambung kapal kelihatan sebagian kecil akibat dari ionisasi yang berlangsung kurang sempurna. Pemasangan Zinc anoda secara langsung yaitu:

dapat diamati

[a] Apabila Zinc anoda masih utuh berarti Zinc anoda tidak berkerja dengan baik [b] Apabila Zinc anoda itu ada lengketan korosi berwarna putih maka biasa dikatakan Zinc anoda itu tidak berkerja.

proses tersebut maka akan terjadi aliran listrik sehingga ion –ion ini juga berfungsi sebagai penghambat timbul nya pengkaratan pada lambung kapal apabila dalam proses perjalanan.dalam system proteksi ionisasi dapat kita lihat system yang berjalan pada proteksi katodik dibawah ini.

4. CARA KERJA SISTEM PEMASANGAN ZINC ANODA Sebelum Zinc anoda terpasang pada lambung kapal maka perlu diperhatikan terlebih dahulu teknik nya antara lain: [a] Plat dibersih kan terlebih dahulu [b] Membuat suatu titik pada lambung kapal [c] Bagian yang sudah dilas ditutup dengan semen Didalam teknik pengelasan ini juga untuk memperoleh hasil yang baik harus memperhatikan hal-hal sebagai berikut: [a] Kedudukan dan kemiringan sudut elektroda [b] Arah jalan nya pengelasan [c] Jarak elektroda dengan benda kerja [d] Pengayunan elektroda [e] Tembusan dari pengelasan Dimana didalam pengelasan Zinc Anoda ini arah yang digunakan adalah :pengelasan dengan arah maju pengelasan dengan arah maju mempunyai keuntungan dan kerugian antara lain : Keuntungan [a] Arah pengelasan dapat dilihat dengan jelas [b] Sangat baik pada posisi Horizontal

Disamping itu juga Zinc Anode dapat juga berfungsi untuk mengurangi termakanya plat pada lambung kapal, dikarenakan adanya proses elektrolisasi.

Kerugian [a] Cairan las didahalui terak [b] Penembusan dangka

Elektrolisasi adalah: Kulit badan kapal berfungsi sebagai katoda ,zinc anoda,sedang kan air laut adalah elektrolit. Dengan ada nya

Didalam pengelasan ini juga sebelum terjadi nya pengelasan disuatu benda perlu diperhatikan antara lain :


183


[d] Penggunaan zat pelambat karat [a] Kawat elektoda harus tersimpan rapi dalam dapur penghangat elektroda untuk menghindari agar elektroda tidak lembab karena dapat mengakibatkan keroposnya sambungan las . [b] Periksa daerah benda kerja apakah benar – benar sudah aman dari kemungkianan terjadinya bahaya kebakaran akibat pengelasan ,setelah semua hal tersebut diatas siap maka laksanakan pengelasn Zinc Anoda. 5. PRINSIP – PRINSIP PENCEGAHAN KARAT Korosi adalah penurunan mutu logam akibat reaksi elektrokimia lingkungan. Korosi dapat diklasifikasikan menjadi dua yaitu korosi basah dan kering. Korosi basah terjadi bila ada cairan atau elektrolit, sedangkan korosi kering terjadi tanpa ada cairan, biasanya pada temperatur inggi. Berdasarkan penjelasan diatas dapat kita ketahui bahwa proses pengkaratan pada kapal merupakan korosi karat basah. Untuk itu pencegahan berbagai jenis serangan karat yang sangat merugikan diperlukan langkah – langkah pencegahan yang cukup mahal biayanya namun jika dibandingkan dengan biaya dan pengorbanan lain jika serangan karat tidak dicegah atau diatasi htidak berarti. Ada beberapa prinsip pencegahan karat yang pemakaiannya di sesuaikan dengan jenis peralatan, tempat, serta jenis lingkungan yang korosit, adapun prinsip – prinsip pencegahan karat tersebut antara lain : [a] Prinsip perlindungan permukaan antara lain : [1]. pelapisan dengan cat (Organik Coating ) [2]. pelapisan dengan metal coating [3]. pelapisan anorganik [4]. pelapisan dengan pembalutan [b] Prinsip penggunaaan bahan yang tahan terhadap jenis karat tertentu. [c] Lindungan katodik Cathodic Protection) dan perlindungan Anodik (Anodic Protection )

Pemakaian keempat prinsip ini harus tepatagar mendapat hasil yang optimum baik ditinjau dari aspek ekonomi secara efektifitas. Pencegahan karat harus benar – benar tepat sehingga dapat dihasilkan mutu perlindungan yang handal dan tahan lama. 6. PERLINDUNGAN KARAT DENGAN MENGGUNAKAN PRINSIP PERLINDUNGAN KATODIK (CATHODIC PROTECTION) Pada kapal salah satu cara pencegahan serangan karat pada konstruksi kapal ini dimana material utamanya bajadan beroperasi didalam air, maka perlindungan inilah yang dibutuhkan. Adapun prinsip kerja system ini menggunakan cara sebagaimana sel karat itu sendiri, yakni system elektro kimia dimana electron mengalir dari daerah anoda ke katoda melalui penghantar (elektrolit). Jadi perlindungan dapat didefenisikan sebagai berikut : proses perlindungan katodik adalah proses pengurangan atau penghapusan serangan karat dengan cara membuat metal yang berkarat tersebut menjadi bersifat katodik dengan memasukkan secara paksa arus listrik (impresed current) atau dengan cara memasang anoda yang dikorbankan (sacrifical anoda ). Untuk bahan yang dikorbankan biasa dipakai Magnesium, Aluminium, atau Seng. Daerah pada metal yang bersifat katodik adalah daerah dimana terjadi reaksi reduksi yaitu : [a] 2H+ + 2e menjadi H2 gas dan tidak terjadi pengkaratan, pada metal yang bersifat anodic adalh daerah dimana terjadi proses oksidasi [b] Fe menjadi Fe2+ + 2e- dan terjadi pengkaratan. Praktis semua permukaan baja memiliki daerah yang bersifat katodik dan daerah anodic. Jika daerah – daerah tersebut terhubungkan oleh zat penghantar maka akan terjadi aliran electron dari daerah anodic ke katodik melalui


184


zat penghantar dan dari daerah katodik ke daerah anodic melalui baja.

=

7. ANALISA PERBANDINGAN MENGHITUNG BERAT CATHODIC PROTECTION DENGAN METODE WILSON WALTON DAN DIMET DIBANDINGKAN METODE RUMUS PENDEKATAN

Diketahui Elektrical capasity of Alloy : 2540 -2730 Amp. h / kg Hour Per Year : 8760 Jam AL : 21,6 mA T : 1 Tahun

a. Metode Wilson Walton Dan Dimet Luas Permukaan Basah (terendam) yang perlu di proteksi / Luas Under Water

S1 = LOAx( B + 1,7 xTxCb) S 2 = (1,7 xLOAxT ) + ( LOAxBxCb) S 3 = LppxCbx 2 xT + 14 Dari ketiga rumus tersebut diambil hasil yang lebih efesien.

Al × hourperyear × T ....kg ElektricalcapasityofAlloy

Jumlah Anoda Dan Biaya Yang Dibutuhkan Untuk Zink Anode Dengan berat 10,4 Kg type ICS 100 ZBW dengan ukuran 305 x 152 x 38 (mm) Jumlah Anoda yang dipakai =

Berat Anoda keseluruhan Berat Anoda yang terpakai

(buah)

Arus Listrik Yang Dibutuhkan / Untuk Aluminium Anode

Current Required (AL) AL =

SxCurrent Density 1000

(Ampere)

Dimana: S = Luas Permukaan Basah Current Density AL : 22 mA Berat Zinc dan Aluminium Anode yang Dibutuhkan Untuk Pencarian Penggantian Satu Tahun Sekali ¾ Total zink Anoda ALxHour YearxT kg = eletrikalcapasity of alloy Diketahui: Electrical Capacity Of Alloy AL Hour Per Year T Total Aluminium Anoda

: 780A.hr/kg : 21.6 mA : 8760 Jam : 1 Tahun

Dengan berat 11,8 Kg type ICS 105 AWB dengan ukuran 575 x 142 x 53 (mm) Jumlah Anoda yang dipakai =


Dengan mengetahui jumlah Cathodic Protection yang dibutuhkan pada kedua bahan tersebut maka dapat diketahui berapa biaya yang harus dikeluarkan. Sesuai dengan harga pasaran pada saat sekarang harga 1 Kg Anoda bahan Zick Rp 3000,00 dan untuk Aluminium Rp 5000,00. jadi biayanya antara lain : b. Menghitung Berat Cathodic Protection Dengan Metode Pendekatan Luas Permukaan Basah ( terendam ) yang perlu di proteksi / Luas Under Water S1 = 1,7 x Lpp x T x [∆/(1,025 . T)] S2 = [2xT+1,37( Cb – 0,274 ) x B x Lpp ]


185


S3 = [( 1,7 x T ) + (0,7 x B )] Lpp Berat Anoda keseluruhan

Dari ketiga rumus tersebut diambil hasil yang lebih efesien

=

Arus Listrik Yang Dibutuhkan / Current Required (AL)

Untuk Aluminium Anode

AL =

SxCurrent Density 1000

(Ampere)

Berat Zinc dan Aluminium Anode yang Dibutuhkan Untuk Pencarian Penggantian Satu Tahun Sekali Total zink Anoda =

ALxHour YearxT eletrikalcapasity of alloy

Diketahui: Electrical Capacity Of Alloy AL Hour Per Year T

kg

: 780A.hr/kg : 21.6 mA : 8760 Jam : 1 Tahun

Al × hourperyear × T ....kg ElektricalcapasityofAlloy

Diketahui Elektrical capasity of Alloy Amp. h / kg Hour Per Year AL T Jumlah Anoda Dibutuhkan

Dan


Dengan mengetahui jumlah Cathodic Protection yang dibutuhkan pada kedua bahan tersebut maka dapat diketahui berapa biaya yang harus dikeluarkan. Sesuai dengan harga pasaran pada saat sekarang harga 1 Kg Anoda bahan Zick Rp 3000,00 dan untuk Aluminium Rp 5000,00.

Biaya = ∑ Zincxh arg a perbuah

Total Aluminium Anoda =

(buah)

Dengan berat 11,8 Kg type ICS 105 AWB dengan ukuran 575 x 142 x 53 (mm) Jumlah Anoda yang dipakai =

Dimana: S = Luas Permukaan Basah Current Density AL : 22 mA

Berat Anoda yang terpakai

Hasil Analisa pada kapal OB Puah Ukuran Utama : LOA : 54 Meter LPP : 53 Meter LWL : 54 Meter B : 14 Meter H : 3.80 Meter T : 2.95 Meter Cb : 0.84 Knot

: 2540 -2730 : 8760 Jam : 21,6 mA : 1 Tahun Biaya

Yang

Untuk Zink Anode Dengan berat 10,4 Kg type ICS 100 ZBW dengan ukuran 305 x 152 x 38 (mm) Jumlah Anoda yang dipakai

Tabel 1.


186


Perbandingan Hasil perhitungan metode Walton dan Pendekatan Metode Wilson Walton Dan Dimet Pergantian Per Tahun Luasan Permukaan Basah Arus Listrik Yang Dibutuhkan / Current Required ( AL) Total Zinc Anode Total Aluminium Anode Berat Anoda Yang Dibutuhkan Berat Anode yang dibutuhkan untuk Aluminium Anode Jumlah Anoda Yang Dipakai untuk zinc anode Jumlah Anoda Yang Dipakai untuk Alumunium anode Biaya Zinc Anode per buah Biaya Alumunium Anode per

Metode Rumus Pendekatan

1 Tahun

1 Tahun

9814,45 M2

820,476 m2

21.6 A

353,3 A

242,6 Kg

359,3 Kg

69,4 Kg

119,7 Kg

10,4 Kg

10,4 Kg

buah Total Biaya untuk Zinc Total Biaya untuk Alumunium

Rp 1.435.200,00 Rp 708.000,00

Rp 1,060,800 Rp 354000

8. KESIMPULAN [a] Pengunaan metode pendekatan lebih baik dibandingkan pengunaan metode wilson dan Dimet dengan total biaya sebesar Rp 354.000 untuk pergantian dengan periode 1 tahun sekali [b] Penggunaan bahan zinc anode lebih murah dibandingkan dengan pengunaan alumunium anode [c] Perhitungan untuk pencarian luasan permukaan basah dengan menggunakan metode wilson lebih besar dibandingkan dengan metode pendekatan ,sehingga biaya yang dibutuhkan juga lebih besar

11,8 Kg 11,8 Kg

46 buah

12 buah

34 buah

60 buah

DAFTAR PSUTAKA BKI. 1996. Rule of classification and construction of sea going steel ship Volume II rule of hull construction Polaris. 2007. Teknologi Reparasi Kapal, Bengkalis. Widodo, S. Standar Kebutuhan Catodic Protection, Jakarta

Rp 31200,00

Rp 31200,00

Rp 59000,00

Rp 59000,00

Widharto, S. Karat dan Pencegahannya. Jakarta


187

ANALISA PERBANDINGAN PEMAKAIAN DAN PEMASANGAN CATHODIC PROTECTION DENGAN MENGGUNAKAN METODE WILSON WALTON DAN DIMET DENGAN METODE PENDEKATAN

Recommend Documents