TUGAS AKHIR – MM091381
PENGARUH KOMPOSISI PHENOLIC EPOXY TERHADAP KARAKTERISTIK COATING PADA APLIKASI PIPA OVERHEAD DEBUTANIZER Oleh : Diego Pramanta Harvianto 2708100020 Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Sulistijono, DEA
Presentation Title
OUTLINE PENDAHULUAN TINJAUAN PUSTAKA METODOLOGI PENELITIAN HASIL DAN PEMBAHASAN KESIMPULAN
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG Larutan HCl
Korosi Pipa API 5L Grade B pada Sistem Debutanizer PT Pertamina Pelapisan menggunakan Phenolic-Epoxy
Tahan terhadap larutan asam,daya lekat yang kuat, stabilitas dimensi tinggi, tahan sampai temperatur 150˚ C dll.
Umur Kurang dari Desain
Evaluasi
PERUMUSAN MASALAH Bagaimana pengaruh rasio komposisi Phenolic Epoxy (Phenolic Resin : Epoxy Resin) terhadap karakteristik coating untuk aplikasi pipa Overhead Debutanizer.
BATASAN MASALAH 1. Hasil polimer blend Phenolic Resin / Epoxy Resin dianggap homogen. 2. Ketebalan coating Phenolic Epoxy dianggap merata dan homogen. 3. Kehalusan permukaan benda uji dianggap homogen dan tidak mempengaruhi hasil coating.
TUJUAN PENELITIAN 1. Menganalisa pengaruh variasi komposisi Phenolic Epoxy terhadap karakteristik coating. 2. Menganalisa performa coating Phenolic Epoxy pada aplikasi pipa Overhead Debutanizer.
TINJAUAN PUSTAKA
Overhead Debutanizer
Coating Adalah proses pengendalian korosi dengan cara melindungi logam dari lingkungan sehingga konduktor atau kontak metalik tidak berfungsi dan pada akhirnya korosi terhambat.
Resin Phenolic Adalah jenis polimer termoset yang dihasilkan dari kondensasi formalin pada pemanasan. Kelebihan resin phenolic adalah mudah dibentuk, tahan asam, tahan air, tahan retak dan kestabilan dimensi tinggi.
Rantai phenol
Resin Epoxy Adalah jenis polimer termoset yang dihasilkan dari polimerisasi adisi pada pemanasan dengan adanya katalis amino. Kelebihan resin Epoxy adalah ketahanan panas tinggi (250˚C), kekuatan tinggi, daya rekat yang kuat, tahan terhadap zat kimia dan stabil terhadap asam.
Rantai Epoxy
METODOLOGI PENELITIAN
Start Preparasi alat dan bahan
Diagram Alir Penelitian
Phenolic Resin
Epoxy Resin
Proses Blending Phenolic Resin : Epoxy Resin 100:0, 80:20, 60:40, 40:60, 20:80, 0:100
FTIR
Proses Pelapisan Pada Baja
TGA
Pengujian Waktu Kering
Pengujian Ketahanan Asam
Pengujian Fleksibilitas
Data Hasil dan pembahasan Kesimpulan
End
Pengujian Ketahanan Abrasi
Pengujian Ketahanan Panas
Peralatan dan Bahan Bahan :
Base Metal
API 5L Grade B
Bahan Coating
Resin Phenolic
Resin Epoxy
Hardener Poliamino amid
Peralatan:
Mesin potong
Dry film Thickness Gauge
Timbangan digital
Mikroskop optik
Pembuatan Coating Komposisi dalam persen berat (wt%) Kode
Phenolic resin (%)
Epoxy resin (%)
100P0E
100
0
80P20E
80
20
60P40E
60
40
40P60E
40
60
20P80E
20
80
0P100E
0
100
Proses Pengujian 1. Fourier Transform Infra Red Spectroscopy (FTIR) FTIR merupakan teknik yang digunakan untuk memeriksa adanya gugus atau ikatan dalam suatu sampel. Penggunaan yang paling penting dari FTIR adalah untuk identifikasi senyawa organik, karena spektrumnya sangat kompleks yang terdiri dari banyak puncak-puncak serapan.
Mesin FTIR
2. Termogravimetric Analysis (TGA) Thermogravimetric Analysis (TGA) adalah pengukuran perubahan massa yang terjadi akibat dari perubahan temperatur. TGA dapat digunakan untuk mendeteksi perubahan massa sample (weight loss). Analisa tersebut bergantung pada tiga pengukuran yaitu berat, temperatur, dan perubahan temperatur.
Mesin TGA
Proses Pengujian 3.
Pengujian Waktu Kering Menggunakan standar ASTM D 1640 Standart Test Methods for Drying, Curing, or Film Formation of Organic Coatings at Room Temperature.
4.
Pengujian Ketahanan Panas Mengacu pada standar ASTM D 1360 Standart Test Methods for Fire Retardancy of Paint. Temperatur yang digunakan pada sampel adalah 40˚ dan 80˚ C
Proses Pengujian 5. Pengujian Fleksibilitas Mengacu pada standar ASTM D 522-93 Standard Test Methods for Mandrel Bend Test of Attached Organic Coatings F Mandrel 3/4” Substrat Coating
F
F
Proses Pengujian 6. Pengujian Ketahanan Asam Menggunakan standar NACE TM 0174 Laboratory Methods for the Evaluation of Protective Coatings and Lining Materials on Metalic Substrates in Immersion Service.
Benang pengikat
Spesimen
Wadah plastik
Larutan HCl pH 1
Proses Pengujian 7. Pengujian Ketahanan Abrasi Menggunakan standar ASTM D 968-93 Standard Test Methods for Abrasion Resistance of Organic Coatings by Falling Abrasive
8”
600
36”
1”
Spesimen
450
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengamatan Visual
100 P0E
Sebelum dicoating
80P 20E
60P 40E
40P 60E
20P 80E
Setelah dicoating
0P1 00E
Pengamatan Visual Pengamatan dengan mikroskop optik Epoxy
Epoxy
Phenolic
Void
Phenolic
Retak mikro
100P0E
80P20E Epoxy
60P40E Epoxy
Void
Phenolic
Poliamino amid
Epoxy Phenolic
40P60E
20P80E
0P100E
Pengamatan Ketebalan Coating No
Sampel
1
100P0E
2
80P20E
3
60P40E
4
40P60E
5
20P80E
6
0P100E
Titik A B C A B C A B C A B C A B C A B C
Hasil (mikron) 142 136 145 144 110 127 272 372 204 335 285 372 275 213 254 246 237 161
Rata-rata (mikron) 141 127 282 330 247
214
Pengamatan ketebalan coating dengan mikroskop optik
Substrat
Substrat
Substrat
Coating
Coating
Coating
100P0E
Substrat
Coating
40P60E
80P20E
Substrat
Coating
60P40E
Substrat
Coating
20P80E
0P100E
FTIR
FTIR
TGA
TGA Tabel Weigth Loss TGA
No
Sampel
T ( 0C) 5 % loss
T ( 0C) 10 % loss
1
100P0E
161,56
235,19
2
80P20E
164,17
306,00
3
60P40E
175,16
301,83
4
40P60E
224,50
325,16
5
20P80E
291,83
336,50
6
0P100E
329,50
347,00
TGA 400
Temperatur (0C)
350 5% Pengurangan Berat
300 250
10% Pengurangan Berat
200 150 100
100P0E 80P20E 60P40E 40P60E 20P80E 0P100E Komposisi Grafik stabilitas termal pada 5% dan 10% pengurangan berat polimer blend
Pengujian Waktu Kering
Tabel lama waktu kering
Sampel 100P0E 80P20E 60P40E 40P60E 20P80E
Waktu Kering 20 menit 25 menit 30 menit 45 menit 80 menit
6
0P100E
140 menit
140 Waktu Kering (menit)
No 1 2 3 4 5
160
120 100 80 60 40 20 0
100P0E
80P20E
60P40E 40P60E Komposisi
20P80E
0P100E
Grafik waktu kering vs komposisi coating
Pengujian Ketahanan Panas 100 P0E
80P 20E
60P 40E
40P 60E
20P 80E
0P1 00E
Tabel hasil pengujian panas temperatur 400 C T
Gambar sebelum pengujian panas 100 P0E
80P 20E
60P 40E
40P 60E
20P 80E
Gambar setelah pengujian panas temperatur 400 C
0P1 00E
Sampel 100P0E 80P20E 60P40E 400 C 40P60E 20P80E 0P100E
Hasil Tidak terjadi perubahan Tidak terjadi perubahan Tidak terjadi perubahan Tidak terjadi perubahan Tidak terjadi perubahan Tidak terjadi perubahan
Pengujian Ketahanan Panas 100 P0E
80P 20E
60P 40E
40P 60E
20P 80E
0P1 00E
Tabel hasil pengujian panas temperatur 800 C
T Gambar sebelum pengujian panas
100 P0E
80P 20E
60P 40E
40P 60E
20P 80E
800 C
0P1 00E
Gambar setelah pengujian panas temperatur 80˚C
Sampel
100P0E 80P20E 60P40E 40P60E 20P80E 0P100E
Hasil
Tidak terjadi perubahan Warna berubah kecoklatan Warna berubah kecoklatan Warna berubah kecoklatan Terdapat gelembung kecil Tidak terjadi perubahan
Pengujian Fleksibilitas
Tabel hasil pengujian fleksibilitas 100 P0E
80P 20E
60P 40E
40P 60E
20P 80E
Gambar hasil pengujian fleksibilitas
0P1 00E
No 1 2 3 4
Sampel 100P0E 80P20E 60P40E 40P60E
Hasil Tidak retak Tidak retak Tidak retak Retak
5
20P80E Retak
6
0P100E Tidak retak
Bentuk retakan Terdapat 4 retakan, panjang maksimal 17,5 mm dan lebar maksimal 6 mm Terdapat 6 retakan, panjang maksimal 15 mm dan lebar maksimal 5 mm -
Pengujian Fleksibilitas
Gambar sampel 40P60E yang retak
Gambar sampel 20P80E yang retak
Pengujian Ketahanan Asam
Tabel hasil pengujian ketahanan asam 100 P0E
80P 20E
60P 40E
40P 60E
20P 80E
0P1 00E
Gambar sampel pengujian ketahanan asam
No 1 2 3 4 5 6
Sampel 100P0E 80P20E 60P40E 40P60E 20P80E 0P100E
Hasil Coating bergelembung Tidak terjadi perubahan Tidak terjadi perubahan Tidak terjadi perubahan Coating terlepas dari substrat Coating terlepas dari substrat
Pengujian Ketahanan Asam
Sampel 100P0E pengujian ketahanan asam
Sampel 20P80E pengujian ketahanan asam
Sampel 0P100E pengujian ketahanan asam
Pengujian Ketahanan Abrasi
8 7 Tebal terabrasi (mikron)
Tabel pengujian ketahanan abrasi Sampel Tebal terabrasi (mikron per liter) 100P0E 6,8 80P20E 2,5 60P40E 2,0 40P60E 2,15 20P80E 2,15 0P100E 1,66
6 5 4 3 2 1 0
100P0E
80P20E
60P40E 40P60E Komposisi
20P80P
0P100E
Grafik ketebalan terabrasi vs komposisi coating
KESIMPULAN Dari hasil pengujian yang telah dilakukan dapat disimpulkan :
1. Terjadi ikatan pada pencampuran phenolic dan epoxy pada pengujian FTIR. 2. Penambahan komposisi epoxy pada sampel cenderung meningkatkan ketahanan abrasi dan stabilitas termal. 3. Penambahan komposisi phenolic cenderung meningkatkan fleksibilitas dan ketahanan asam serta mempercepat waktu kering. 4. Perbandingan komposisi phenolic dan epoxy yang menghasilkan performa coating yang ideal berturut-turut adalah 60:40.
SARAN 1. Metode pelapisan sampel yang lebih baik perlu dipertimbangkan agar mendapatkan hasil yang maksimal. 2. Untuk memperoleh informasi yang akurat mengenai pengujian hendaknya ketebalan coating perlu diperhitungkan pada setiap pengujian. 3. Diperlukan penelitian lanjutan pada variasi phenolic dan epoxy untuk mendapatkan hasil coating yang lebih baik.
TERIMA KASIH
