1
ANALISIS PENGARUH OVER PROTECTION PADA APLIKASI IMPRESSED CURRENT CATHODIC PROTECTION TERHADAP PROTECTIVE COATING DI BALLAST TANK KAPAL Hendra Apriadi, Wing Hendroprasetyo A.P., S.T., M.Eng. dan Ir. Heri Supomo, M.Sc. Jurusan Teknik Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail:
[email protected]
Abstrak - Penerapan tambahan proteksi katodik berupa arus tanding (Impressed Current Cathodic Protection ICCP) diizinkan dalam IMO Resolution MSC 215(82) yang berisi tentang Performance Standard for Protective Coating in Dedicated Ballast Tank. Namun adakalanya penggabungan protective coating dengan ICCP di tangki ballast disinyalir justru menimbulkan efek merugikan apabila penerapannya tidak tepat, seperti arus berlebih (Overprotection) yang akan merusak lapisan protective coating disebabkan oleh fenomena elektro-endoosmosis. Tugas akhir ini bertujuan untuk menjadi pegangan bagi Anak Buah Kapal dalam memutuskan apakah tetap menerapkan ICCP di tangki ballast pada kondisi sistem automasi ICCP yang tidak berfungsi sehingga menyebabkan terjadinya overprotection saat kapal melakukan perubahan volume air di tangki ballast. Metode yang digunakan adalah percobaan di laboratorium selama 30 hari mengacu standard ASTM G8 dan DNV RP B104 Cathodic Protection Design dan dilakukan pengujian dengan variasi overprotection sebesar 20%, 40%, 60%, dan 80% dari total arus listrik hasil perhitungan sebesar 7,42 mA. Dari hasil pengujian, diketahui bahwa semakin tinggi arus listrik yang diterapkan, semakin tinggi pula kelebihan potensial proteksi. Selama pengujian tersebut lapisan protective coating mengalami kerusakan setelah diaplikasikan overprotection hingga sebesar 20%, 40%, 60%, dan 80% dari total arus listrik hasil perhitungan.
disebabkan oleh proses elektro-endoosmosis. Berkaitan dengan adanya peraturan baru untuk aplikasi protective coating pada ballast tank kapal (IMO Resolution MSC 215(82) tentang Performance Standard Protective coating) dimungkinkan adanya supplementary cathodic protections yakni tambahan proteksi katodik berupa ICCP atau Anoda korban. Tingginya biaya maintenance suatu struktur terutama berkaitan dengan resiko kegagalan akibat korosi, membuat penerapan pengendalian laju korosi multi metode, seperti paduan antara Protective coating dan Proteksi Katodik berupa Arus Tanding (ICCP), lazim digunakan, hal ini juga tertera dalam peraturan baru untuk aplikasi protective coating pada ballast tank kapal (IMO Resolution MSC 215(82) tentang Performance for Standard Protective Coating) dimungkinkan adanya supplementary cathodic protections. Di saat kondisi ballast tank tidak penuh akan dimungkinkan terjadinya penerapan arus berlebih. Dalam beberapa literatur disebutkan bahwa penerapan arus berlebih pada teknologi ICCP dan protective coating akan menyebaban terjadinya proses elektro-endoosmosis yang memicu rusaknya lapisan protective coating sehingga mengakibatkan terjadi korosi antara lapisan protective coating dengan substrat (baja). Hal ini membuat pengaplikasian teknologi ICCP dengan arus berlebih tidak memberikan manfaat yang semestinya, bahkan cenderung merugikan II. TINJAUAN PUSTAKA
Kata kunci: Over Protection, Protective Coating, Sistem ICCP
I. PENDAHULUAN Protective coating merupakan salah satu cara pengendalian laju korosi yang dapat diterapkan pada struktur logam yang terendam dalam air maupun terkubur dalam tanah. Penerapannya pada stuktur marine sering kali dipasangkan dengan Metode lainnya berupa Cathodic Protection berupa Anoda korban (Sacrificial Anode) ataupun Arus Tanding (Impressed Current Cathodic Protection - ICCP) guna mendapatkan perlindungan yang tetap efektif manakala lapisan protective coating mulai menipis atau rusak seiring usia pakainya. Namun adakalanya penggabungan Protective coating dengan ICCP ini disinyalir justru menimbulkan efek merugikan apabila penerapannya tidak tepat, seperti arus berlebih yang akan merusak lapisan protective coating yang
A. Korosi Beberapa definisi tentang korosi yang umum dijadikan rujukan antara lain: Korosi adalah peristiwa rusaknya logam karena reaksi dengan lingkungannya [1]. Korosi adalah kerusakan yang terjadi pada logam yang disebabkan oleh reaksi kimia (chemical) atau elektrokimia (electrochemical) dengan lingkungan.[2]. Korosi adalah fenomena elektrokimia dan hanya menyerang logam pada dasarnya peristiwa korosi adalah reaksi elektrokimia. Secara alami pada permukaan logam dilapisi oleh suatu lapisan film oksida (FeO.OH). Pasivitas dari lapisan film ini akan rusak karena adanya pengaruh dari lingkungan, misalnya adanya penurunan pH atau alkalinitas
2 dari lingkungan ataupun serangan dari ion-ion klorida. Pada proses korosi terjadi reaksi antara ion-ion dan juga antar electron Korosi merupakan proses elektrokimia. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi itu berlaku sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi.
terdapat kontak listrik agar arus dalam sel korosi dapat mengalir. Dalam proses korosi, ke empat komponen di atas harus ada, dengan kata lain penghilangan salah satu dari keempat komponen sel korosi basah sederhana akan menghentikan reaksi korosi.
(2.1) Fe(s) <–> Fe2+(aq) + 2e) Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain dari besi itu yang bertindak sebagai katode, di mana oksigen tereduksi. O2(g) + 4H+(aq) + 4e <–> 2H2O(l) (2.2) atau O2(g) + 2H2O(l) + 4e <–> 4OH-(aq) (2.3) Korosi dapat dibagi menjadi dua menurut jenis reaksinya, yaitu korosi kimia dan korosi elektrokimia. Korosi kimia adalah korosi yang terjadi melalui reaksi kimia secara murni, tanpa adanya elektrolit, biasanya terjadi pada temperatur tinggi atau pada lingkungan yang kering tanpa adanya kandungan uap air sehingga sering disebut dengan korosi kering. Korosi elektrokimia terjadi apabila reaksi yang berlangsung melibatkan larutan elektrolit sehingga biasa dikenal dengan korosi basah. Korosi basah atau korosi elektrokimia terjadi bila reaksinya berlangsung dengan suatu elektrolit dan terjadi perpindahan elektron antara material yang bersangkutan Korosi Elektrokimia terjadi akibat reaksi elektrokimia. Korosi elektrokimia dapat terjadi jika terpenuhi empat komponen penting [3] yaitu : 1. Adanya reaksi anoda. 2. Adanya reaksi katoda. 3. Hantaran ion melalui elektrolit. 4. Hantaran elektrolit melalui konduktor. Dari empat komponen itu dapat dijelaskan sebagai berikut: a) Katoda Pada umumnya katoda ini tidak mengalami korosi, walaupun mungkin tetap akan mengalami kerusakan dalam kondisi-kondisi tertentu. b) Anoda Pada umumnya anoda akan terkorosi dengan melepaskan elektron dari atom-atom logam netral untuk membentuk ion- ion yang bersangkutan. Ion-ion ini mungkin akan tetap tinggal dalam larutan atau bereaksi membentuk hasil korosi (oksida logam) yang tidak larut. c) Elektrolit Elektrolit merupakan istilah yang diberikan kepada larutan, yang dalam hal ini harus bersifat menghantarkan listrik atau konduktor listrik. Konduktifitas listrik air yang diperbolehkan sekitar 1-10 mS m-1 . Namun, di dalam kehidupan sehari-hari lingkungan berair akan dianggap mempunyai konduktifitas yang cukup baik untuk berfungsi sebagai elektrolit. d) Hubungan Listrik Diantara hubungan anoda dan katoda harus
Gambar 2.1. Empat komponen dalam proses korosi [6] Korosi ini melibatkan dua reaksi, yaitu reaksi oksidasi dan reaksi reduksi. Reaksi oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron dan berakibat terbentuknya ion-ion positif. Logam yang mengalami reaksi ini disebut anoda. Reaksi oksidasi pada logam M adalah: +n MM +ne (2.4) Sedangkan reaksi reduksi adalah reaksi penangkapan elektron. Logam yang mengalami reaksi ini disebut sebagai katoda. Reaksi reduksi yang sering terjadi adalah: Reaksi pembentukan hidrogen : + 2H + 2e H2
(2.5)
Reaksi reduksi oksigen dalam larutan asam : + O2 + 4H + 4e 2H2O
(2.6)
Reaksi reduksi oksigen pada larutan basa/netral : 4e +2H2O+O24OH
(2.7)
Reduksi ion logam : M
3+
+eM
2+
(2.8)
Pada saat terjadi korosi maka kedua reaksi oksidasi dan reaksi reduksi tersebut akan terjadi secara bersamaan. Elektron-elektron yang terbentuk pada reaksi oksidasi akan mengalir menuju katoda. Pada katoda akan terjadi reaksi katodik, yaitu reaksi penengkapan elektron-elektron yang dilepaskan oleh anoda. Anoda adalah bagian permukaan logam yang terkorosi. Merupakan elektroda yang memiliki potensial lebih rendah pada sebuah sel galvanik. Anoda mengalirkan elektronnya melalui konduktor menuju katoda, lalu elektron bereaksi dengan ion positif pada permukaan katoda. Anoda akan kelebihan muatan positif yang akan bereaksi dengan ion negatif larutan elektrolit dan membentuk produk korosi.
3 B. Coating (pelapisan) Sistem pelapisan atau coating merupakan salah satu bentuk perlindungan terhadap korosi. Dalam prakteknya, metode arus paksa biasanya digabung dengan penggunaan lapisan pelindung. Lapisan pelindung ini berfungsi sebagai proteksi primer pada kapal yang bertugas sebagai pemisah lingkungan korosif (air laut) dengan logam. Dalam fungsinya, lapisan pelindung mempunyai tahanan tersendiri yaitu kemampuan untuk menghambat aliran arus listrik sehingga menghambat laju korosi pada lambung kapal dalam air laut maupun atmosfer.sebagai pemenuhan syarat kelulusan. Untuk kondisi lingkungan korosif yang serius, digunakan pendekatan suatu sistem pelapisan (primer coat, intermediate coat dan top coat) yang memberikan perlindungan untuk solusi jangka panjang. Lazimnya sistem coating diaplikasikan dengan lebih dari 1 lapis, terlihat pada gambar 2.2, antara lain: 1. Lapisan primer (primer coat) Fungsi utama lapisan primer adalah Adhesi atau ikatan yang kuat dengan permukaan. Kohesi atau kekuatan inernal dari lapisan perlindungan. Sulitnya bereaksi dengan lingkungan. Pengikat yang kuat pada lapisan menengah. 2. Lapisan menengah (intermediate coat) Fungsi utama lapisan menengah adalah memberikan: Ketebalan dari lapisan pelindung Ketahanan yang kuat terhadap zat kimia. Ketahanan terhadap perpindahan uap yang lembab. Meningkatkan ketahanan terhadap aliran listrik. Sebagai pengikat yang kuat antara lapisan primer dengan lapisan atas. 3. Lapisan menengah (intermediate coat) Fungsi utama dari top coat adalah memberikan: Segel yang kuat untuk sistem pelapisan. Penghambat awal pada permukaan logam. Ketahanan terhadap zat kimia, air dan cuaca. Ketangguhan dan ketahanan pada permukaan. Penampilan yang indah.
Cat bubuk (powder paints). Komposisi dari cat: 1. Binder Pembentuk lapisan film (film former), juga disebut medium, vehicle atau binder (pengikat). Fungsi dari binder (pengikat) : Merubah lapisan cair menjadi lapisan film yang kering & padat. Mengikat partikel menjadi satu/bersama-sama. Memberikan warna pada lapisan akhir (provide finish to the coating), seperti gloss. Membuat lapisan coating melekat pada permukaan. Memberikan sifat elastis pada lapisan film. Memberikan sifat tahan terhadap air, zat kimia dan abrasi (pengikisan). Memegang zat pemberi warna (pigment) 2. Solvent (pengencer) Berfungsi untuk membuat cairan coating cukup mudah dan rata apabila diaplikasikan dengan satu atau lebih metode yang sesuai 3. Pigment Pigment (zat pemberi warna pada cat). Fungsi dari pigment: Memberikan Opacity (Quality of being opaque (not able to be seen through)) atau Covering power (kekuatan untuk menyembunyikan/ menutupi). Memberikan warna. Membantu pembentuk lapisan film dalam melindungi permukaan D. Sistem ICCP Proteksi katodik dicapai dengan mensuplai elektron ke struktur logam yang diproteksi. Pada proteksi katodik dengan arus paksa elektron dipompakan oleh tegangan DC sebagai sumber elektron, terlihat pada gambar 2.3.
Gambar 2.3 Ilustrasi sistem ICCP Gambar 2.2 Lapisan protective coating C. Cat Secara umum (yang dipercaya) definisi dari cat adalah cairan yang mampu membentuk lapisan tipis yang kontinyu (continous film) apabila mengering. Pada dasarnya terdapat 3 (tiga) type cat yang tersedia saat ini di lapangan, yaitu : Solvent (pengencer) yang mengandung cat cair (tradisional). Solvent (pengencer) yang bebas dari cat cair.
1. Kelebihan sistem ICCP adalah: Dapat didesain untuk aplikasi dengan tingkat fleksibilitas yang tinggi karena mempunyai rentang kapasitas output arus yang luas. Artinya kebutuhan arus dapat diatur baik secara manual maupun secara otomatis dengan merubah tegangan output sesuai dengan kebutuhan. Dengan hanya memasang sistem di salah satu tempat dapat memproteksi struktur yang cukup besar. Cocok untuk semua nilai resisvitas tanah.
4 Sistem dapat didesain unutk masa guna kurang lebih dari 20 tahun. Biaya awal lebih murah. 2. Kekurangan sistem ICCP adalah: Memerlukan perawatan yang lebih banyak dibanding sistem anoda korban sehingga biaya operasi akan bertambah Mempunyai ketergantungan terhadap kehandalan pasokan energi (rectifier) sehingga kerusakan pada sistem ini akan berakibat fatal terhadap kinerja sistem proteksi Ada kemungkinan dapat menimbulkan masalah efek interferensi arus terhadap struktur disekitarnya E. Fenomena Elektro-endoosmosis Fenomena elektro-endoosmosis adalah proses masuknya fluida yang menembus suatu batas kapiler akibat dorongan atau paksaan ion-ion negatif (elektron) [4]. Contoh nyatanya dalam suatu sistem proteksi katodik arus tanding (ICCP) yang dipasangkan dengan sistem protective coating mengalirkan arus listrik melebihi kebutuhan untuk memroteksi material yang ingin dilindungi, hal ini justru akan merusak lapisan protective coating karena besarnya kelebihan jumlah elektron yang dialirkan akan mendorong aprtikel-pertikel air atau fluida apapun yang menjadi elektrolit dalam sistem tersebut, terlihat pada gambar 2.4
Gambar 2.4 Elektro-endoosmosis Apabila hal tersebut dibiarkan berlangsung, maka material logam akan berekasi dengan elektrolit yang menembus lapisan coating, sehingga membentuk korosi di antara lapisan caoting dan baja, hal ini menyebabkan cacat pada lapisan coating yang dikenal dengan istilah blister (penggelembungan lapisan coating). III. METODOLOGI PENELITIAN A. Material Uji Pada proses penyelesaian penelitian ini dilakukan tahapan identifikasi material/bahan pengujian agar dapat dilakukan penelitian dengan menggunakan pengujian tentang Cathodic Disbondment (perusakan lapisan protective coating dengan menggunakan metode impressed current / arus tanding) Pada penelitian ini pemilihan jenis material yang akan dilakukan pemeriksaan yaitu material baja carbon mild steel yang merupakan salah satu jenis material high permeability. Specimen atau material uji akan dipersiapkan pada penelitian ini berjumlah 12 buah yang di potong dengan
ukuran 200x100x10 mm sebanyak 12 buah serta ukuran 100x50x10 mm sebanyak 12 buah spesimen, kemudian kedua specimen tersebut dilas menggunakan metode pengelasan SMAW (Shielded Metal Arc Welding) dengan tujuan membuat sambungan fillet sebagai simulasi profil-profil konstruksi yang ada di tangki balas kapal. Tiap-tiap material kemudian diperlakukan sesuai dengan satandard MSC 215 (82) tentang Performance Standard on Protective Coating di ballast tank kapal. Langkah pertama dalam standard tersebut adalah persiapan permuaan material yang memenuhi kriteria standard minimum Sa21/2, yakni standar kekasaran permukaan material tempat melekatnya lapisan coating, sebelum dilakukan proses aplikasi lapisan coating khusus untuk ballast tank kapal dengan ketebalan total lapisan seragam dalam rentang 350 sampai dengan 400 µm. Pada setiap specimen atau material uji akan diberikan suatu cacat buatan pada lapisan coating dengan ukuran yang sesuai dengan standar ASTM G8 yaitu berbentuk linkaran dengan diameter 7 mm sebanyak tiga buah dengan penempatan yang dimodifikasi sesuai dengan bentuk material uji. B. Tangki Uji Untuk melakukan pengujian, diperlukan tanki uji untuk menampung air laut yang terbuat dari bahan Kaca dengan tambahan rangka penguat stainless steel di sekelililngnya serta kawat untuk menggantungkan material uji. Tankgi uji berukuran 600x350x350mm. C. Rangkaian ICCP Sederhana 1. Catu Daya AC ke DC Fungsi utama dari catu daya adalah alat penyedia kebutuhan arus listrik selama dilakukannya pengujian. Jumlah besaran arus yang dapat disediakan oleh rectifier ini dapat disesuaikan dengan kebutuhan selama pengujian dengan cara mengatur knob besaran tegangan yang dikeluarkan 2. Resistor Variabel (Hambatan Geser) Fungsi utama dari Hambatan Geser (Resistor Variabel) pada adalah menjaga agar hambatan yang diberikan pada rangkaian pengujian tetap konstan selama pegujian 3. Kabel-kabel dan alat ukur listrik (Multi Tester) Kabel-kabel sangat diperlukan untuk menghantarkan arus listrik selama pengujian, untuk itu dipilihlah kabel yang intinya terbuat dari serabut kawat tembaga. Untuk menghubungkan tiap-tiap kabel dengan bendayang akan diuji, maka digunakanlah penguhubung berupa sekun, mur, dan baut. Selain itu, untuk memastikan bahwa semua besaran arus dan tegangan yang diperlukan selama pengujian benar-benar dalam kondisi yang sesuai dengan perhitungan, maka diperlukan alat ukur listrik berupa Multi Tester digital dengan kemampuan membaca arus listrik, tegangan listrik, dan hambatan listrik. 4. Anoda Grafit Anoda dalam rangkaian elektrolisis berfungsi sebagai pemancar arus listrik yang digunakan untuk melindungi katoda, dalam hal ini specimen yang diujikan. Dipilih material grafit yang berasal dari baterai, karena selain harganya yang relatif murah, grafit tersebut juga memiliki
5 rasio pakai yang mencukupi selama pengujian berlangsung, yakni 3 hari per variabel arus listrik 5. Elektroda Referensi Elektroda referensi berfunsi sebagai indikator yang sangat penting selama proses pengujian berlangsung, elektroda refensi yang dipakai dalam pengujian ini adalah berjenis Ag/AgCl dan berfungsi sebagai referensi potensial proteksi.
11. NDFT
Bersertifikasi untuk Ballast tank : 350 µm
A. Over protection sebesar 20%
D. Metode Pengujian Diambil dari DNV rules [5] untuk proteksi katodik arus tanding, besaran arus yang dibutuhkan adalah : I = Cd x A
(3.1)
Sumber : DnV RP B104 Cathodic Protection Design (2005) Keterangan : I = Besaran arus listrik yang diperlukan [A] Cd = Densitas arus listrik yang digunakan pada Kondisi kerja [A/m2] A = Luasan Permukaan yang dilindungi [m2] Diketahui:
Gambar 4.1. Kurva Arus, Tegangan – Waktu untuk pengujian over protection 20% B. Over protection sebesar 40%
Dalam satu kali pengujian, terdapat 3 buah specimen dengan total luas permukaan yang dilindungi sebesar : A = 0,106 m2, Dan diketahui densitas air laut pada daerah pelayaran kapal (perairan Indonesia) : Cd = 70 mA/m2
Maka didapat besarnya arus listrik normal yang diperlukan: I = 70 A/m2 x 0.106 m2 I = 7,42 mili Ampere
Gambar 4.2. Kurva Arus, Tegangan – Waktu untuk pengujian over protection 20% C. Over protection sebesar 60%
Tabel 3.1 Variasi Uji
IV. ANALISIS Berikut ini catatan penting yang harus diperhatikan selama proses aplikasi coating : 1. Surface Preparation Required : Dry Abrasive Blasting 2. Degree of Blasting : Sa 21/2 3. Relative Humidity : 83 % 4. Dew point : 28oC 5. Steel Temperature : 32oC 6. Abrasive Type : Steel Grit 7. Mesh : G25 8. Surface Profile : + 100µm 9. Dust Level : level 3 , harus dibersihkan 10. Jemis cat : Epoxy based , 2 komponen
Gambar 4.3. Kurva Arus, Tegangan – Waktu untuk pengujian over protection 60% D. Over protection sebesar 80%
Gambar 4.4. Kurva Arus, Tegangan – Waktu untuk pengujian over protection 80%
6 E. Analisis Hasil Pengujian 1. Analisis Tegangan Proteksi Selama pengujian, arus listrik dijaga untuk tetap stabil. Sedangkan tegangan proteksi semakin lama pengujian semakin meningkat, hal ini dikarenakan pada saat awal pengujian bagian bare metal makin lama semakin tertutup oleh lapisan garam-garam yang terbentuk.
Gambar 4.6 Perbandingan Polarisasi yang terjadi pada tiap-tiap variasi arus listrik
Gambar 4.5. Perbandingan Potensial Proteksi yang terjadi pada tiap-tiap
2. Analisis Fisik Lapisan Protective Coating Setelah Pengujian Pada gambar 4.8 dan 4.9 terlihat bahwa setelah diuji selama 1 bulan, semua lapisan protective coating mengalami kerusakan, dan tingkatan tiap-tiap kerusakan lapisan coating bergantung pada besarnya aplikasi overprotection.
Dari gambar 4.5 perbandingan di atas dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Semakin besar current density yang diaplikasikan, semakin besar pula potensial proteksi yang diberikan system ICCP terhadap specimen 2. Terjadi polarisasi pada beberapa jam pertama proses pengujian, yang berkisar antara 0 hingga 20 jam pertama. 3. Semakin tinggi current density, semakin cepat pula proses polarisasi untuk mencapai kestabilan potensial proteksi Reaksi Elektrokimia, contohnya (2.5) dan (2.6), hanya terjadi pada rasio yang berhingga. Apabila elektron tersedia pada reaksi (2.6), maka potensial permukaan akan menjadi Negatif (-), yang menandakan bahwa kelebihan elektron berkumpul pada permukan antara logam dan cairan elektrolit. Perubahan Potensial Negatif ini yang disebut Cathodic Polarization.[3] Pada cairan elektrolit, reaksi pada permukaan benda kerja (anoda dan katoda) akan mecapai Potensial Kestabilan yang bergantung kepada kemampuan dan ketersediaan elektron yang dapat mengalir dari anoda ke katoda dalam proses polarisasi katodik. [3]. Semakin tinggi jumlah elektron yang tersedia (arus listrik semakin tinggi) maka semakin cepat system mencapai Potensial Kestabilan yang dihasilkan dari proses polarisasi. Yakni suatu proses di mana elektron yang mengalir menuju permukaan katoda (benda yang hendak dilindungi, yang berfungsi sebagai pengonsumsi elektron) semakin menumpuk dan semakin jenuh yang menyebabkan perbedaan jumlah elektron antara anoda (penyedia elektron) dan katoda semakin mengecil, sehingga lama kelamaan akan mencapai titik kestabilan potensial yang terjadi antara 2 jam hingga 8 jam pertama pengujian
Gambar 4.7 Perbandingan Polarisasi yang terjadi pada tiap-tiap variasi arus listrik Dari gambar 4.7, dapat disimpulkan sebagai berikut: 4. Semakin besar overproteksi yang diaplikasikan, semakin cepat pula terjadi kerusakan lapisan lapisan protective coating berupa blistering dan safonifikasi (penipisan lapisan coating menjadi seperti sabun) 5. Kerusakan lapisan protective coating berupa blistering, hanya terjadi pada variasi overprotection sebesar 40%, 60%, dan 80% dari normal arus listrik yang dibutuhkan. Sedangkan pada variasi overprotection sebesar 20% hanya terjadi kerusakan lapisan coating berupa Safonifikasi 6. Mulai terjadi blistering pada hari ke 19 jika overprotection sebesar 80% 7. Mulai terjadi blistering pada hari ke 23 jika overprotection sebesar 60% 8. Mulai terjadi blistering pada hari ke 33 jika overprotection sebesar 40%
7
Gambar 4.8. Lapisan protective coating mengalami Safonifikasi overprotection 20% (kiri) dan Sedikit Blister pada 40% (kanan) Gambar 4.11 Galvanic Series [6]
Gambar 4.9. Lapisan protective coating mengalami Blister pada overprotection 60% (kiri) dan 80% (kanan) Dalam proses pengujian, penulis melakukan pengujian tambahan berupa dimatikannya system ICCP pada rangkaian specimen yang diberi cacat buatan. Dalam pengujian tersebut, specimen mengalami kerusakan korosi yang cukup besar hanya setelah 5 hari system ICCP dimatikan. Seperti terlihat pada gambar 4.10. Hal ini dikarenakan specimen, yang terbuat dari bahan baja, merupakan logam yang lebih aktif daripada anoda grafit yang dipakai sebagai elektroda pemancar dalam sistem ICCP seperti terlihat pada gambar 4.11 tentang reaktivitas relatif logam-logam terhadap korosi (Galvanic Series). Hali ini membuat specimen berubah fungsi menjadi anoda (logam yang melindungi), dan elektroda grafit menjadi katoda (logam yang dilindungi)
Gambar 4.10 Specimen yang terkorosi setelah 5 hari pengujian dengan system ICCP dimatikan.
3. Analisis Garam Selama proses pengujian, ternyata dihasilkan garamgaram yang mengelilingi cacat buatan pada lapisan protective coating. Selain itu, diperoleh gambaran bahwa semakin tinggi arus listrik semakin cepat terbentuknya garam-garam tersebut. Hal ini dikarenakan arus listrik merupakan katalis yang baik untuk menghasilkan panas, dan panas yang dihasilkan dari reaksi elektrolisis tersebut lalu memepercepat terjadinya timbunan garam yang mengelilingi cacat buatan pada lapisan protective coating. Dari hasil uji Laboratorium Tangki Air dan Industri Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh Nopember, diperoleh bahwa unsur-unsur pembentuk garam-garam tersebut dapat dilihat pada gambar 4.12
Gambar 4.12. Hasil Uji Unsur Pembentuk Garam 4. Analisis Elektrolit (Air Laut) Setelah terjadi proses elektrolisis, larutan elektrolit berubah menjadi hitam pekat. Hal ini disebabkan terjadinya reaksi antara anoda Grafit dengan elektrolit, sehingga anoda grafit trekorosi dan mengalami pengikisan serta terlepas ke dalam larutan elektrolit. Hal ini didukung bukti analisis hasil pengujian garam di gambar 4.12 di mana komponen H2S (yang terdapat dalam grafit) mulanya berkonsentrasi 0 mg/l pada elektrolit sebelum pengujian namun setelah pengujian, konsentrasinya naik menjadi 9,2 mg/l.
8 V. KESIMPULAN DAN SARAN Setelah dilakukan penelitian dan perhitungan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Dalam jangka waktu pengujian selama 30 hari, pengaruh overprotection sebesar 20 %, 40%, 60%, 80% dari 7,42 mA, terhadap lapisan protective coating untuk ballast tank cukup merusak. Artinya elektroendoosmosis yang terjadi telah dapat menembus lapisan protective coating, 2.Semakin besar overproteksi yang diaplikasikan, semakin cepat pula terjadi kerusakan lapisan lapisan protective coating berupa blistering dan safonifikasi (penipisan lapisan coating menjadi seperti sabun), 3. Apabila Sistem ICCP dimatikan, specimen justru akan berubah menjadi logam yang melindungi (anoda), dan elekroda pemancar arus menjadi logam yang dilindungi (katoda). Hal ini akan berefek specimen akan mengalami proses korosi yang sangat massif dalam waktu singkat, Setelah dilkukan penelitian ini dan supaya penelitian ini optimal dan dapat dikembangkan, maka berikut saran untuk tugas akhir ini : 1.Diperlukan penelitian yang lebih intensif tentang parameter penyebab terbentuknya garam-garam di sekitar lapisan coating yang rusak, sehingga dapat diperkirakan kelayakan teknis maupun ekonomis pengaplikasian sistem ICCP pada tangki ballast kapal. 2. Terjadi fenomena menarik yang dapat diteliti lebih lanjut untuk tugas akhir selanjutnya mengenai proses korosi yang sangat masif dan singkat pada saat system ICCP dimatikan. DAFTAR PUSTAKA [1] [2] [3] [4] [5] [6]
Roberge, P.R. (1999). Handbook of Corrosion Engineering. New York: Mc Graw-Hill Book Company. Supomo, Heri (1999). Diktat Kuliah Korosi. Surabaya: FTK-ITS Jones, Denny. (1996). Principles and Prevention of Corrosion. New York: Macmillan Publishing Company. Berendsen, A.M. (1989). Marine Painring Manual. London: Graham & Trotman DNV. Recommended Practice RP B401. (1993). Cathodic Protection Design. Hovik: Det Norke Veritas Industry AS. Corrosion Care Indonesia. (2013). Training and Certification for Coating Inspector. Bandung: Corrosion Care Indonesia
