Proteksi Katodik Lokal Pada Industrial Plant dan Compressor Station

Korosi merupakan suatu masalah yang sangat umum terjadi pada industri. Apabila tidak ditangani dengan baik, korosi dapat menyebabkan kerugian yang sangat besar bagi persahaan. Oleh karena itu, banyak metode yang dilakukan untuk mencegah hal ini, salah satunya adalah dengan proteksi katodik.

 

Proteksi katodik merupakan salah satu cara untuk mencegah terjadinya korosi pada logam. Prinsip kerjanya adalah dengan mengubah benda kerja menjadi katoda.Katodik proteksi dilakukan dengan mengalirkan elektron tambahan ke dalam material.  Terdapat dua jenis proteksi katodik, yaitu metode impressed current dan galvanic couple.

 

Metode galvanic couple adalah metode dengan menghubungkan benda kerja dengan logam lain yang memiliki potensial reduksi yang lebih kecil. Hal ini akan menyebabkan terjadinya suatu sel galvanik dan menjadikan benda kerja sebagai suatu katoda.

 

Keuntungan-keuntungan dilakukannya galvanic couple ini adalah:
•    tidak diperlukan adanya sumber energi
•    mudah untuk dilakukan (ongkos pemasangan murah)
•    kemungkinan terjadinya interferensi katodik pada struktur lain kecil
•    self-regulating
•    kemungkinan terjadinya overprotecting kecil
•    distribusi potensial merata.

 

Tetapi cara ini juga memiliki keterbatasan, yaitu:
•    arus terbatas
•    anoda yang habis harus diganti
•    anoda akan menambah berat dari struktur

 

Jenis yang kedua adalah dengan metode impressed current. Metode ini menggunakan masukan arus listrik dan anoda inert yang tidak akan habis sehingga sistem ini dapat digunakan pada waktu yang lama.Metode impressed current ini biasanya digunakan pada lingkungan yang memiliki resistivitas yang tinggi. Keuntungan digunakannya metode ini adalah:
•    level dari proteksi dapat diatur
•    arus yang digunakan tinggi
•    area proteksi yang luas
•    dapat memproteksi struktur yang tidak di coating dengan baik.

 

Sementara itu terdapat beberapa kerugian apabila menggunakan metode ini:
•    kemungkinan terjadinya interferensi sangat besar
•    perlu perawatan yang baik
•    kemungkinan terjadinya overprotection sangat besar
•    adanya biaya untuk menjalankan energi eksternal.

 

 

Proteksi katodik ini banyak digunakan pada industri-industri, terutama pada pipa-pipa yang perananannya sangat penting dalam produksi. Namun, proteksi katodik pada pipa-pipa ini akan mungkin digunakan(dilihat secara ekonomi) apabila terminal point dipakaikan suatu isolating joint untuk memisahkan pipa yang diproteksi dengan pipa yang memiliki resistansi yang rendah. Isolating joint ini tidak cocok digunakan untuk instalasi yang besar seperti compressor station dan industrial plant. Biaya yang diperlukan serta kemungkinan terjadinya kegagalan dalam proteksi katodik akibat dari kompleksitas dari sistem dan jumlah joint yang sangat banyak.

 

 

Industrial plant dan compressor station memiliki banyak sistem perpipaan yang tertanam di dalam tanah atau pada concrete. Pipa yang digunakan biasanya di coating, namun ada kemungkinan terjadinya defect pada coating. Pipa akan mengalami kontak dengan concrete ataupun tanah sehingga terjadi kemungkinan adanya sel korosi akibat dari adanya perbedaan potensial karena adanya defect pada coating dengan concrete ataupun tanah. Faktor yang mempengaruhi laju korosi pada kasus ini adalah ukuran dari coating defect. Apabila ukuran dari defect kecil, densitas arus yang masuk akan sangat besar . Apabila coating defect ini berada dekat dengan concrete, maka akan terjadi perbedaan potensial sehingga akan terjadi korosi.

Sel korosi pada sistem perpipaan

Pada gambar di atas dapat terlihat bahwa coating holiday nomor satu lebih dekat dengan concrete dibandingkan dengan coating holiday nomor dua. Efek dari jarak ini ada pada laju korosinya. Coating holiday nomor satu akan memiliki laju korosi yang lebih cepat karena perbedaan potensial yang lebih besar.

 

Ada dua metode untuk melindungi sistem perpipaan dari korosi dengan proteksi katodik. Yang pertama adalah dengan perlindungan keseluruhan (entire station) atau dapat disebut sebagai basic protection. Yang kedua adalah proteksi pada tempat-tempat tertentu yang memiliki coating defect atau disebut juga sebagai hot spots.

 

1.     Basic Protection

Gambar di bawah menunjukkan basic protection pada suatu compressor station. Pada basic protection, area proteksinya mencakup seluruh sistem. Sistem ini meliputi pipa, concrete, dan sistem compressor. Jadi, tidak hanya coating defect yang terkena pengaruh dari anoda, tetapi seluruh sistem. Pada tanah yang memiliki resistansi yang rendah, anodaa diletakkan agak dalam sehingga diperoleh distribusi arus yang homogen.

 

 

2.     Hot Spot

Hot spot adalah bagian dari pipa yang tidak dilapis sehingga kemungkinan terjadinya korosi sangat besar. Basic protection tidak memadai untuk digunakan pada kasus ini sehingga digunakan suatu metode dimana anoda diletakkan pada tempat yang spesifik untuk mengeliminasi adanya sel korosi yang terbentuk akibat coating defect dan concrete.

 

Bagaimana mendeteksi adanya hot spot pada suatu sistem perpipaan?

Terdapat beberapa cara untuk mendeteksi adanya hot spot:
1.    adanya kebocoran menunjukkan bahwa pada daerah tersebut terjadi korosi
2.    survey pada potensial permukaan dapat mendeteksi adanya sel korosi. Adanya arus listrik menunjukkan telah terjadi peristiwa korosi pada pipa tersebut.
3.    survey terhadap resistivitas tanah dapat menunujukkan kira-kira dimana kemungkinan besar terjadinya korosi.

Gambar di atas menunjukkan cara untuk mengetahui adanya hot spot dengan menggunakan potensial permukaan. Titik dimana arus keluar dari pipa akan bertindak sebagai anoda, dengan kata lain bagian ini akan terkorosi. Pada grafik juga terlihat bahwa bagian tempat keluarnya arus akan memiliki potensial yang besar.

 

Metode lain adalah dengan mengetahui resistivitas tanah. Tanah yang memiliki resistivitas kurang dari 1000 Ω.m akan mempunyai kecenderungan sebagai tempat terjadinya korosi.

 

Efek Proteksi Katodik Terhadap Struktur Lain

Proteksi katodik dapat berpengaruh terhadap struktur lain yang berada di dekatnya. Arus listrik yang keluar dari anoda dapat saja mengalir ke struktur lain (bukan pipa yang diproteksi) sehingga dapat menyebabkan korosi pada struktur tersebut. Arus yang mengalir ke tempat lain ini disebut stray current. Korosi akibat adanya stray current ini disebut interferensi.

Untuk mencegah terjadinya hal ini, maka digunakan beberapa metode, yaitu
•    menggunakan catodic shielding
•    menggunakan sacrificial anode

 

 

Pearson Survey

Peralatan yang dirancang oleh Dr. John M. Pearson, dapat digunakan untuk mengetahui adanya kerusakan ataupun holiday pada coating yang tertanam dalam tanah. Prinsip kerjanya adalah dengan memberikan tegangan bolak-balik antara pipa dan tanah. Kemudian mendeteksi adanya penrunan dari potensial tinggi di sekitar tempat yang tidak terlapisi. Sebuah sinyal generator (biasanya vibrator) yang terhubung pada line, dan terminal lainnya yang dihubungkan ke tanah, beratus-ratus kaki jauhnya.

 

Gambar: Detektor pearson holiday. Arus mengalir dari generator sinyal pada tanah menuju ke pipeline yang terkonsentrasi pada holiday. Hal ini menghasilkan konsentrasi arus pada tanah, dan akan menghasilkan puncak pada receiver signal, seperti yang terlihat pada grafik.

 

Kemudian tim yang terdiri dari 2 orang berjalan sepanjang line sekitar 20 meter. Setiap orang memakai sepasang sepatu yang terdapat pelat di bawahnya, dan terjadi beda potensial antara 2 titik sejauh 20 kaki. Hal ini akan di terima oleh ampilfier yang dibawa oleh orang bagian depan, dan kemudian dan sinyal amplifier dapat didengar pada earphone dan mengindikasikan kedalaman dalam meter. Orang di bagian belakang yang menangani kabel penghubung, menjaga agar bersih dari penghalang, dan memelihara agar jarak tetap konstan.

 

Mendekati holiday, terjadi peningkatan intensitas dimana akan mencapai maksimum ketika orang bagian depan berada tepat diatas coating holiday. Nilai maksimum yang lain dicapai ketika orang bagian belakang juga berada di coating holiday yang lain. Pada line dengan banyak holiday, kebingungan dalam medeteksi dapat dihindari dengan seseorang yang berjalan sepanjang line, yang kemudian secara paralel diikuti oleh orang lain yang berjarak 20 kaki. Sehingga coating holiday akan memiliki satu sinyal saja.

Gambar: Pengoperasian detektor Pierson Holiday. Konsentrasi dari kuat arus dalam tanah, disekitar dari holiday, yang diterima pada sepatu yang dikenakan oleh 2 operator, dan akan memperkuat sinyal padaperalatan yang dibawa oleh operator.

 

Jadi, pada sebuah industrial plant/ compressor station, proteksi katodik yang digunakan pada kondisi strukturnya. Hal ini dilakukan dengan pertimbangan penggunakan proteksi katodik disesuaikan dengan konstruksi dan efisiensi.