.jpg) |
| gambar korosi kapal |
Korosi adalah suatu proses
elektrokimia dimana atom-atom akan bereaksi dengan zat asam dan membentuk
ion-ion positif (kation). Hal ini akan menyebabkan timbulnya aliran-aliran
elektron dari suatu tempat ke tempat yang lain pada permukaan metal.
Secara garis besar korosi ada dua jenis yaitu :
1. Korosi Internal
yaitu korosi yang terjadi akibat
adanya kandungan CO2 dan H2S pada minyak bumi, sehingga apabila terjadi kontak
dengan air akan membentuk asam yang merupakan penyebab korosi.
2. Korosi Eksternal
yaitu korosi yang terjadi pada
bagian permukaan dari sistem perpipaan dan peralatan, baik yang kontak dengan
udara bebas dan permukaan tanah, akibat adanya kandungan zat asam pada udara
dari tanah.
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Laju Korosi
Laju korosi maksimum yang diizinkan
dalam lapangan minyak adalah 5 mpy (mils per year, 1 mpy = 0,001 in/year),
sedangkan normalnya adalah 1 mpy atau kurang. Umumnya problem korosi disebabkan
oleh air. tetapi ada beberapa faktor selain air yang mempengaruhi laju korosi)
diantaranya:
Faktor Gas Terlarut.
Oksigen (02), adanya oksigen yang terlarut akan menyebabkan korosi pada
metal seperti laju korosi pada mild stell alloys akan bertambah dengan
meningkatnya kandungan oksigen. Kelarutan oksigen dalam air merupakan fungsi
dari tekanan, temperatur dan kandungan klorida. Untuk tekanan 1 atm dan
temperatur kamar, kelarutan oksigen adalah 10 ppm dan kelarutannya akan
berkurang dengan bertambahnya temperatur dan konsentrasi garam. Sedangkan
kandungan oksigen dalam kandungan minyak-air yang dapat mengahambat timbulnya
korosi adalah 0,05 ppm atau kurang. Reaksi korosi secara umum pada besi karena
adanya kelarutan oksigen adalah sebagai berikut :
Reaksi Anoda : Fe Fe2- + 2e
Reaksi katoda : 02 + 2H20 + 4e 4 OH
Karbondioksida (CO2), jika kardondioksida dilarutkan dalam air maka akan
terbentuk asam karbonat (H2CO2) yang dapat menurunkan pH air dan meningkatkan
korosifitas, biasanya bentuk korosinya berupa pitting yang secara umum
reaksinya adalah:
CO2 + H2O H2CO3
Fe + H2CO3
FeCO3 + H2
FeC03
merupakan corrosion product yang dikenal sebagai sweet corrosion
Faktor Temperatur
Penambahan temperatur umumnya
menambah laju korosi walaupun kenyataannya kelarutan oksigen berkurang dengan
meningkatnya temperatur. Apabila metal pada temperatur yang tidak uniform, maka
akan besar kemungkinan terbentuk korosi.
Faktor pH
pH netral adalah 7, sedangkan ph
< 7 bersifat asam dan korosif, sedangkan untuk pH > 7 bersifat basa juga
korosif. Tetapi untuk besi, laju korosi rendah pada pH antara 7 sampai 13. Laju
korosi akan meningkat pada pH < 7 dan pada pH > 13.
Faktor Bakteri Pereduksi atau Sulfat Reducing Bacteria
(SRB)
Adanya bakteri pereduksi sulfat akan
mereduksi ion sulfat menjadi gas H2S, yang mana jika gas tersebut kontak dengan
besi akan menyebabkan terjadinya korosi.
Faktor Padatan Terlarut
Klorida (CI), klorida menyerang lapisan mild steel dan lapisan stainless
steel. Padatan ini menyebabkan terjadinya pitting, crevice corrosion, dan juga
menyebabkan pecahnya alooys. Klorida biasanya ditemukan pada campuran
minyak-air dalam konsentrasi tinggi yang akan menyebabkan proses korosi. Proses
korosi juga dapat disebabkan oleh kenaikan konduktivity larutan garam, dimana
larutan garam yang lebih konduktif, laju korosinya juga akan lebih tinggi.
Karbonat (C03), kalsium karbonat sering digunakan sebagai pengontrol
korosi dimana film karbonat diendapkan sebagai lapisan pelindung permukaan
metal, tetapi dalam produksi minyak hal ini cenderung menimbulkan masalah
scale.
Sulfat (S04), ion sulafat ini biasanya terdapat dalam minyak. Dalam air,
ion sulfat juga ditemukan dalam konsentrasi yang cukup tinggi dan bersifat
kontaminan, dan oleh bakteri SRB sulfat diubah menjadi sulfida yang korosif.
Lingkungan
Lokasi
Tergantung
pada lokasi logam atau pipa berada : di daerah yang basah atau kering, panas
atau dingin, kondisi air tawar atau air laut, di permukaan atau di bawah tanah,
memiliki potensi bahan kimia, produksi minyak, dan apakah mengandung uap atau
gas.
Mechanical
Kondisi pipa atau logam mendapatkan stress (tekanan), mengalami fatigue
(tekanan), terjadi pemindahan, adanya proses kavitasi, erosi dan freeting.
Media Korosif
Dengan perubahan konsentrasi media
korosif pada lingkungan benda konstruksi akan menimbulkan beberapa kondisi
korosi. Pengaruh konsentrasi dapat menimbulkan karakteristik berbeda antara
kedua benda konstruksi. Untuk material tertentu, konsentrasi korosif sebanding
dengan kecepatan korosi.
Organisme
Pengaruh mikroorganisme terhadap
korosi ada 2 macam, yaitu:
Secara langsung
menghasilkan zat korosif seperti hidrogen
sulfida, carbon dioksida, amonia, asam organik dan anorganik
Secara tidak langsung
menghasilkan zat katalisator atau
depolarisasi yang merupakan bahan untuk mempercepat reaksi korosi antara material
dengan lingkungannya.
Akibat lainnya yang dapat
ditimbulkan dari kegiatan Mikro-Organisme antara lain:
bakteri aerob akan membutuhkan O2 untuk
melakukan metabolisme
O2 yang dibutuhkan ini sebagian akan
menjadikan awal proses korosi pada material
Aspek yang ditimbulkan oleh
makro-organisme dalam menstimulus korosi:
pemakan perlindungan (coating)
merupakan perangkap zat korosif
hasil feses
atau limbah metabolisme makro-organisme
Lingkungan Industri Minyak
Pada umumnya di lingkungan industri
minyak terdapat 3 area yang seringkali mengalami korosi,
yaitu:
Kegiatan produksi (Production)
Pendistribusian dan Penyimpanan (Transportation
and Storage)
Operasi Pemisahan (Refinery Operation)
Di daerah sumur condensasi (well
condensates) akan sangat banyak terjadi korosi ,ini karena:
kedalaman yang lebih dari 5000 ft
temperatur terendah dalam sistem adalah 160oF
dan tekanan 1500 lb/m2
pH dalam sistem ini adalah 5,4 sehingga bersifat
asam ( didalamnya terkandung asam organik)
Untuk mengetahui karakteristik
korosi dalam sumur dilakukan beberapa tindakan,
yaitu:
inspeksi permukaan peralatan
membuat analisa terhadap carbon dioksida dan asam
organik
pengujian coupon exposure
survey terhadap tubing-caliper
Efek Ekonomi
Dampak dari korosi mengakibatkan
banyak biaya dapat dicegah atau dikurangi dengan melakukan perencanaan dan
kendali yang optimal, seperti berikut:
......................................................
(1)
Sedangkan untuk biaya operasional
dan perawatan diformulasikan sbb:
..............................................................................................
(2)
..............................................................................................
(2)
Dan untuk mencari nilai ekonomis
suatu konstruksi setelah sekian tahun beroperasi adalah sebagai berikut:
.................................................................................................................
(3)
keterangan:
O/M
= biaya
operasi dan perawatan
Op
= biaya produksi
Om
= biaya perawatan
Om
= corrosion cost + overhead cost
Corrosion cost
= biaya reparasi + biaya penggantian + biaya pencegahan
IP
= nilai konstruksi pada tahun ke-n
Io
= investasi awal
Cn
= total cash selama n tahun
Macam-macam korosi
Korosi Homogen
Korosi homogen terjadi karena reaksi
electro chemical yang secara homogen terjadi karat ke seluruh bagian material
yang terbuka. Korosi ini memiliki sifat-sifat sebagai berikut Merata dan
material menipis, Kehilangan tonage besar dan kecepatan tinggi. Adapun
contoh-contoh korosi homogen sebagai berikut :
korosi pada badan kapal
pilar – pilar pelabuhan
korosi pada kaki kaki jacket
sebatang besi yang tercelup larutan asam sulfat
atap seng
Korosi homogen dapat tidak dapat
dihilangkan tetapi dapat mengurangi laju korosi yang terjadi dengan cara : pemilihan
material yang sesuai, coating yang sesuai, penambahan inhibitor dan katodic
protection.
Perhitungan kehilangan berat akibat korosi
....................................................................................................
(4)
Keterangan :
W = Berat material yang hilang (gr)
D = Density material (gr/cm3)
A = Luas penampang korosif
T = Tebal material (cm)
Galvanic Corrosion
Apabila terjadi kontak atau secara
listrik kedua logam yang berbeda potensial tersebut akan menimbulkan aliran
elektron/listrik diantar kedua logam. Logam yang mempunyai tahanan korosi
rendah ( potensial rendah) akan terkikis dan yang tahanan korosinya lebih
tinggi (potensial tinggi) akan mengalami penurunan korosinya. Korosi galvanic
corrosion dipengaruhi oleh, lingkungan, jarak, area/luas.
Cara-cara pencegahan pada galvanic
corrosion :
Memilih logam dengan posisi deret sedekat mungkin.
menghilangkan pengaruh rasio luas penampang yang
tidak diinginkan.
memberikan isolasi diantara dua logam yang berbeda
bila memungkinkan.
penerapan coating dengan mengutamakan pada logam
anode.
penambahan inhibitor dengan cermat untuk mengurangi keagresifan
logam dalam proses korosi.
pencegahan sistem sambungan mur baut dengan bahan
berbeda dengan logam induknya.
Kecepatan korosi dapat dilihat dalam
persamaan berikut ini :
........................................................................................
(5)
Keterangan:
= Resistivitas
media elektrolit
l = Jarak kedua
logam
A = Luas permukaan yang berpengaruh
V1, V2 = Potensial logam
t = Waktu
Crevice Corrosion
Crevice Corrosion memiliki
sifat-sifat yang tidak tampak dari luar dan sangat merusak konstruksi, korosi
ini sering terjadi pada sambungan kurang kedap yang disebabkan oleh lubang,
gasket, lap joint, kotoran/endapan.
Mekanisme
Oksidasi :
M
+ 1e
Reduksi
: O2 +
2H20 + 4e 4OH-
Dari reaksi diatas ion electron (e)
yang dihasilkan dalam reaksi oksidasi akan digunakan oleh oksigen (o2) untuk
mereduksi air (H2O) untuk menjadi ion OH. Dengan kata lain bahwa ion hidroksil
(H+) dihasilkan pada setiap pembentukan ion logam M+. Karena tempatnya atau
celahnya terbatas maka reaksi reduksi dari oksigen pada daerah tersebut habis
sedangkan metal M terus bereksi
Kecenderungan pembentukan ion M+ ini
kemudian disetimbangkan oleh adanya ion klorida atau cl- yang terdapat pada
celah tersebut. Hasil reaksi dari kedua ion tersebut akan meningkatkan
konsentrasi dari metal clorida atau MCl.
Dari reaksi diatas didapat HCL yang
berubah ion H+ atau CL- yang dapat meningkatkan laju penghancuran metal didalam
celah. Laju korosi didalam celah tersebut sangat cepat dan bersifat auto
katalik karena adanya ion H+ dan Cl-
Adapun cara pencegahannya adalah
sebagai berikut:
Penggunaan sistem sambungan butt joint dengan pengelasan dibanding dengan
sambungan keling untuk peralatan peralatan baru
Celah sambungan ditutup dengan pengelasan menerus atau dengan soldering
Peralatan – peralatan harus diperiksa dan dibersihkan secara teratur,
terutama pada sambungan – sambungan yang rawan
Hindari pemakaian packing yang bersifat higroskopis
Penggunaan gasket dan absorbent seperti teflon jika memungkinkan
Pada desain saluran drainase,hindari adanya lengkungan – lengkungan tajam
serta daerah genangan fluida
Filiform Corrosion
Serangan dari korosi ini tidak
merusak komponen utama metal tetapi hanya mempengaruhi atau merusak penampilan
permukaan metal dimana permukaan dan penampilan kaleng makanan atau minuman.
Mekanisme terjadinya korosi ini
merupakan kasus khusus untuk jenis korosi celah. Selama pertumbuhannya, pada
bagian kepala unsur seperti H2O dan O2 dari udara luar secara osmosis. Kedua
unsur ini selanjutnya bereaksi dengan ion Fe konsentrasi tinggi membentuk
oksida Fe. H2O dan O2 ini akan berdifusi masuk kebagian kepala dan keluar dari
bagian ekor secara terus menerus, korosi tertahan dibagian kepala dimana
hidrolisa yang terjadi dibagian kepala menyebabkanlingkungan yang bersifat
asam, sehingga korosi ini dapat menyebar secara otomatis.
Pencegahan secara global
Menyimpan material berlapis metal (email) didalam kondisi kering.
Memberikan lapisan brittle fil.
Intergranular Corrosion
Korosi intergranular terjadi pada
daerah tertentu dengan penyebab grain boundary. Hal ini disebabkan oleh
adanya kekosongan unsur/elemen pada kristal ataupun impurities dari
proses casting. Korosi ini terjadi pada casting and welding
Adapun cara pencegahan adalah sebagai berikut :
Casting
Pada proses ini harus dilakukan dengan jalan mengecor
logam dengan step yang benar, komposisi yang benar dan pendinginan yang benar
sesuai dengan karakteristik masing – masing logam dan kegunaannya
Welding
Pemilihan elektrode yang benar, prosedur pengelasan
yang benar, pendinginan yang benar
Korosi Erosi
Akibat gesekan antara fluida dengan logam sehingga
logam tergerus dengan percepatan atau penambahan keburukan sifat material
karena gerakan relatif antara fluida korosif dan permukaan metal. Korosi erosi
dibagi menjadi 2 tipe yaitu ;
Korosi Kavitasi: Akibat adanya benturan
gelembung fluida dengan permukaan logam sehingga berakibat luka terhadap
permukaan logam tersebut
Fretting Corrosion: Akibat gesekan
antara logam dengan logam dan berakibat suhu logam naik dan tergerus sesama
logam.
Tipe Media Korosif antara lain gas,
larutan encer, sistem organik, metal cair dan semua tipe peralatan yang
diekspos fluida (piping system, katup, pompa dan propeller). Dan cara
pencegahannya secara global antara lain menggunakan material dengan ketahanan
korosi yang baik, perancangan (design) yang baik, coating dan cathodic
protection.
Pencegahan Korosi
Dengan dasar pengetahuan tentang
elektrokimia proses korosi yang dapat menjelaskan mekanisme dari korosi, dapat
dilakukan usaha-usaha untuk pencegahan terbentuknya korosi. Banyak cara sudah
ditemukan untuk pencegahan terjadinya korosi diantaranya adalah dengan cara
proteksi katodik, coating, pembalutan dan penggunaan chemical inhibitor.
Proteksi Katiodik
Untuk mencegah terjadinya proses
korosi atau setidak-tidaknya untuk memperlambat proses korosi tersebut, maka
dipasanglah suatu anoda buatan di luar logam yang akan diproteksi. Daerah anoda
adalah suatu bagian logam yang kehilangan elektron. Ion positifnya meninggalkan
logam tersebut dan masuk ke dalam larutan yang ada sehingga logaml tersebut
berkarat. Terlihat disini karena perbedaan potensial maka arus elektron akan
mengalir dari anoda yang dipasang dan akan menahan melawan arus elektron dari
logam yang didekatnya, sehingga logam tersebut berubah menjadi daerah katoda.
Inilah yang disebut Cathodic Protection. Dalam hal diatas elektron disuplai
kepada logam yang diproteksi oleh anoda buatan sehingga elektron yang hilang
dari daerah anoda tersebut selalu diganti, sehingga akan mengurangi proses
korosi dari logam yang diproteksi. Anoda buatan tersebut ditanam dalam suatu
elektrolit yang sama (dalam hal ini tanah lembab) dengan logam (dalam hal ini
pipa) yang akan diprotekasi dan antara dan pipa dihubungkan dengan kabel yang
sesuai agar proses listrik diantara anoda dan pipa tersebut dapat mengalir
terus menerus.
Coating
Cara ini sering dilakukan dengan
melapisi logam (coating) dengan suatu bahan agar logam tersebut terhindar dari
korosi.
Pelapisan dengan semen (concrete coating)
Pelapisan ini digunakan pada
pipa yang akan dipasang pada daerah air laut, dimana ketebalan semen diharapkan
akan dapat menghindarkan kontaminasi secara langsung antara air laut dengan
permukaan pipa dan juga selain itu lapisan semen ini juga digunakan sebagai
pemberat pipa yang akan diletakkan didasar laut sehingga tidak memerlukan lagi
pemberat. Namun kelemahan dari pelapisan semen pada jaringan pipa dasar laut
adalah sulit sekali untuk melakukan pemeliharaan atau melakukan inspeksi dengan
peralatan yang sederhana, hal ini disebabkan jaringan pipa tersebut sudah
tertutup Lumpur didasar laut. Untuk keperluan pemeriksaan dilakukan
dengan menggunakan intelegent pig yang dimasukkan dalam jaringan pipa
dan didorong oleh fluida yang mengalir pada jaringan pipa tersebut. Dengan
pekerjaan yang relatif sederhana intelegent pig dapat memberikan
informasi tentang cacat yang ada pada jalur pipa transportasi cukup akurat,
baik jenis cacatnya maupun lokasi dimana cacat itu berada. Sehingga sangat
memudahkan bagi kita untuk memperbaikinya.
Pengecatan (Painting)
Pengecatan untuk subsea pipeline
hanya mungkin dilakukan pada awal instalasi, sehingga untuk pipa yang terendam
air pemeliharaan dengan cara pengecatan tidak mungkin dan tidak
dilakukan. Pemeliharaan dengan pengecatan dilakukan untuk instalasi pipa
yang berada pada bagian permukaan.
Dalam pengecatan perlu diperhatikan
penggunaan cat yang sesuai dengan standart dan ketebalan cat perlu
diperhatikan, yaitu ketebalan antara primer coat, intermediate coat
dan top coat. Sebelum pipa dicat harus dilakukan sandblasting
terlebih dahulu, untuk memastikan bahwa tidak ada air atau kotoran yang dapat
menyebabkan korosi setelah dilakukan pengecatan. Untuk subsea pipeline
cara ini tidak dilakukan karena umur cat yang terbatas, sehingga untuk subsea
pipeline cara yang sering digunakan yaitu dengan cara pelapisan dengan
meggunakan semen atau aspal.
Pemakaian Bahan-Bahan Kimia (Chemical Inhibitor)
Untuk memperlambat reaksi korosi digunakan bahan kimia
yang disebut inhibitor corrosion yang bekerja dengan cara membentuk lapisan
pelindung pada permukaan metal. Lapisan molekul pertama yang tebentuk mempunyai
ikatan yang sangat kuat yang disebut chemis option. Corrosion inhibitor umumnya
berbentuk fluid atau cairan yang diinjeksikan pada production line. Karena
inhibitor tersebut merupakan masalah yang penting dalam menangani kororsi maka
perlu dilakukan pemilihan inhibitor yang sesuai dengan kondisinya. Material
corrosion inhibitor terbagi 2, yaitu :
a.
Organik Inhibitor
Inhibitor yang diperoleh dari hewan dan tumbuhan yang mengandung unsur karbon
dalam senyawanya. Material dasar dari organik inhibitor antara lain:
Turunan asam lemak alifatik, yaitu: monoamine, diamine, amida, asetat, oleat,
senyawa-senyawa amfoter.
b.
Inorganik Inhibitor
Inhibitor yang diperoleh dari mineral-mineral yang tidak mengandung unsur
karbon dalam senyawanya. Material dasar dari inorganik inhibitor antara lain
kromat, nitrit, silikat, dan pospat.
Proses
Terjadinya Korosi
Korosi atau pengkaratan
merupakan fenomena kimia pada bahan – bahan logam yang pada dasarnya merupakan
reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam yang kontak langsung
dengan lingkungan berair dan oksigen. Contoh yang paling umum, yaitu kerusakan
logam besi dengan terbentuknya karat oksida.
Pada peristiwa korosi,
logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi. Karat
logam umumnya adalah berupa oksida atau karbonat. Rumus kimia karat besi adalah
Fe2O3.nH2O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah.
Pada korosi besi, bagian
tertentu dari besi itu berlaku sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi.
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)
atau
O2(g) + 2H2O(l) + 4e
<--> 4OH-(aq)
Ion besi(II) yang
terbentuk pada anode selanjutnya teroksidasi membentuk ion besi(III) yang
kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi, yaitu karat besi. Mengenai bagian
mana dari besi itu yang bertindak sebagai anode dan bagian mana yang bertindak
sebagai katode, bergantung pada berbagai faktor, misalnya zat pengotor, atau
perbedaan rapatan logam itu.
Ada beberapa faktor yg
mendukung terjadinya korosi:
·
Faktor Temperatur
Penambahan temperatur
umumnya menambah laju korosi walaupun kenyataannya kelarutan oksigen berkurang
dengan meningkatnya temperatur. Apabila metal pada temperatur yang tidak
uniform, maka akan besar kemungkinan terbentuk korosi.
·
Faktor pH
pH netral adalah 7,
sedangkan pH<7 bersifat asam dan korosif, sedangkan untuk pH>7 bersifat
basa juga korosif. Tetapi untuk besi, laju korosi rendah pada Ph antara 7
sampai 13. Laju korosi akan meningkat pada pH<7 dan pada PH>13.
·
Faktori Bakteri pereduksi atau Sulfat
Reducing Bacteria (SRB)
Adanya bakteri
pereduksi sulfat akan mereduksi ion sulfat menjadi gas H2S, yang mana jika gas
tersebut kontak dengan besi akan menyebabkan terjadinya korosi.
·
Faktor Padatan Terlarut
Klorida (Cl), klorida
menyerang lapisan mild steel dan lapisan stainless steel. Padatan ini
menyebabkan terjadinya pitting, crevice corrosion, dan juga menyebabkan
pecahnya alloys. Klorida biasanya ditemukan pada campuran minyak-air dalam
konsentrasi tinggi yang akan menyebabkan proses korosi. Proses korosi juga
dapat disebabkan oleh kenaikan konduktifitas larutan garam, dimana larutan
garam yang lebih konduktif, laju korosinya juga akan lebih tinggi.
0 comments:
Post a Comment