Jurnal Tugas Akhir Analisa Desain Sistem Impressed Current ... · Konstruksi yang terbuat dari logam maupun non logam semuanya pasti mengalami korosi. ... pipeline yang aman (Soegiono,

Jurnal Tugas Akhir

Analisa Desain Sistem Impressed Current Cathodic Protection (ICCP) pada Offshore Pipeline milik JOB Pertamina-Petrochina East Java

Rizky Ayu Trisnaningtyas(1), Hasan Ikhwani(2), Heri Supomo(3)

1Mahasiswa Teknik Kelautan, 2,3Staf Pengajar Teknik Kelautan

Jurusan Teknik Kelautan-Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

Abstrak Pada umumnya, masalah utama yang sering dihadapi oleh pipeline terutama pada lepas pantai (offshore) adalah terjadinya korosi. Korosi tidak dapat dihentikan namun hanya bisa dicegah atau diperlambat lajunya. Pencegahan atau perlambatan laju korosi dapat dilakukan dengan beberapa metode seperti rancangan (desain), pemilihan bahan material, pemakaian inhibitor, pelapisan (coating), serta Cathodic Protection. Namun pada Tugas Akhir ini metode yang digunakan adalah Cathodic Protection dengan jenis Sistem Impressed Current Cathodic Protection (ICCP) yang didesain dan diaplikasikan pada offshore pipeline milik JOB Pertamina-Petrochina East Java. Desain Sistem ICCP ini ditinjau berdasarkan segi teknis maupun ekonomis yang nantinya akan dibandingkan dengan Sacrificial Anode. Dari hasil analisa desain didapat bahwa untuk desain sistem ICCP dibutuhkan 2 buah anoda yang akan dipasang pada dua titik yaitu daerah Palang Station dan daerah FSO yang akan memproteksi pipa dari serangan korosi selama 20 tahun. Sedangkan untuk Sacrificial Anode, jumlah anoda yang dibutuhkan sebanyak 73 buah yang dipasang secara merata sepanjang 18625,28 km. Dari segi ekonomis, desain sistem ICCP untuk daerah Palang Station dan FSO meliputi biaya pembelian peralatan sebesar Rp. 161.147.000,00, biaya instalasi sistem ICCP sebesar Rp. 9.000.000,00 serta biaya maintenancenya sebesar Rp. 45.000.000,00. Segi ekonomis desain Sacrificial Anode meliputi biaya pembelian anoda bracelet aluminium sebesar Rp. 77.088.000,00, biaya instalasi Sacrificial Anode sebesar Rp. 36.500.000,00 serta biaya maintenancenya sebesar Rp. 360.000.000,00. Kata-kata kunci : Korosi, Impressed Current Cathodic Protection, Sacrificial anode

1. PENDAHULUAN

Konstruksi yang terbuat dari logam maupun non logam semuanya pasti mengalami korosi. Korosi merupakan suatu proses alami dan jarang bisa dihindari sepenuhnya. Korosi dapat terjadi pada semua pipeline dimana saja baik di darat (onshore) maupun di lepas pantai (offshore). Oleh karena itu dengan melakukan pendeteksian secara dini serta pengukuran korosi akan sangat menentukan pengoperasian pipeline yang aman (Soegiono, 2007).

Akibat adanya proses korosi yang terjadi pada struktur pipeline, maka banyak sekali kerugian yang timbul dari segi teknis maupun segi ekonomis (Supomo, 1995). Sehingga diharapkan perawatan (maintenance) dan perbaikan pada pipeline harus dilakukan secara periodik agar umur pipeline dapat bertahan lama. Pencegahan, penanggulangan dan

pengurangan dampak korosi dapat dilakukan dengan beberapa metode yang disesuaikan menurut peralatan, tempat, faktor lingkungan dan material yang memegang peranan penting. Metode-metode tersebut diantaranya rancangan (desain), pemilihan bahan material, pemakaian inhibitor, pelapisan (coating), serta Cathodic Protection (CP). Dari beberapa metode di atas, pencegahan korosi pada offshore pipeline dapat dilakukan dengan menggunakan metode Cathodic Protection. Menurut Supomo (1995), prinsip dari Cathodic Protection adalah menyediakan elektron untuk struktur logam yang akan dilindungi. Jika arus mengalir dari kutub positif ke kutub negatif (teori listrik konvensional) struktur akan terlindungi jika arus masuk dari elektrode. Kebalikannya, laju korosi akan meningkat bila arus masuk melalui logam ke elektrode. Ada dua jenis Cathodic Protection

Jurnal Tugas Akhir

(CP) yaitu Impressed Current Cathodic Protection (ICCP) dan Sacrificial Anode Cathodic Protection (SACP). Menurut Zakaria (2004), Impressed Current Cathodic Protection adalah perlindungan dengan memberikan elektron pada material pipa dengan jalan menggunakan sumber arus listrik dari luar sistem. Elektron yang diberikan berasal dari anode permanen yang terbuat dari logam. Sumber arus listrik yang digunakan untuk memberikan elektron ke badan pipa berasal dari rectifier. Kutub positif sumber arus DC dihubungkan dengan anode sedangkan kutub negatif sumber arus DC dihubungkan dengan material pipa. Sehingga elektron akan bergerak dari anode ke arah material pipa yang dilindungi terhadap pengaruh korosi. Oleh karena itu permukaan pipa akan menjadi katoda. Sedangkan Sacrificial Anode merupakan perlindungan dengan cara galvanic coupling dimana logam yang akan diproteksi dikopel dengan logam yang lebih anodik. Anode ini disebut anode tumbal yang nantinya akan terkorosi lebih dahulu. Dalam hal ini logam yang ditumbalkan harus mempunyai potensial yang lebih rendah dari logam utama sehingga yang terkorosi adalah logam tambahan dan logam utama akan terhambat proses korosinya.

2. DASAR TEORI 2.1 Korosi

Korosi didefinisikan sebagai proses

degradasi material akibat interaksi dengan lingkungan sekitarnya. Interaksi tersebut menimbulkan reaksi korosi yang umumnya merupakan reaksi elektrokimia (Nugroho, 2006). Reaksi elektrokimia melibatkan perpindahan elektron-elektron. Perpindahan elektron merupakan hasil reaksi redoks (reduksi-oksidasi). Proses oksidasi pada anode (reaksi anodik) yang melepaskan elektron sedangkan proses reduksi pada katoda (reaksi katodik) yang mengkonsumsi elektron.

Menurut Trethewey dan Chamberlain (1991), empat faktor yang mempengaruhi dan berperan dalam reaksi elektrokimia diantaranya : 1. Anode, merupakan bagian yang terkorosi

dan akan melepaskan elektron-elektron

dari atom-atom logam netral membentuk ion-ion.

2. Katoda, bagian yang biasanya tidak mengalami korosi walaupun mungkin mengalami korosi akan menderita kerusakan-kerusakan.

3. Larutan elektrolit, merupakan istilah yang diberikan pada larutan yang bersifat menghantarkan listrik. Larutan ini biasanya mempunyai harga konduktivitas tertentu.

4. Hubungan listrik, dimana antara katoda dan anode harus ada hubungan listrik agar arus di dalam sel korosi dapat mengalir. Hubungan secara fisik tidak diperlukan jika anoda dan katoda merupakan bagian dari logam yang sama

2.2 Jenis-Jenis Korosi

Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai korosi, maka di bawah ini ada beberapa jenis korosi (Widharto, 2001), yaitu : • Jenis korosi yang terjadi melalui proses

elektrokimia • Jenis korosi yang terjadi melalui proses

kimia • Jenis korosi yang terjadi pada suhu tinggi • Jenis korosi yang disebabkan oleh faktor

biologis • Jenis korosi yang terjadi di batas kristal

logam • Jenis korosi yang terjadi akibat perusakan

mekanis

2.3 Faktor-Faktor Korosi

Umumnya, permasalahan korosi disebabkan oleh air. Menurut Halimatuddahliana (2003) ada beberapa faktor selain air yang mempengaruhi laju korosi, diantaranya adalah : a. Faktor Gas Terlarut

• Oksigen (O2) • Karbondioksida (CO2)

b. Faktor Temperatur c. Faktor pH d. Faktor Organisme e. Faktor Padatan Terlarut

• Klorida (Cl) • Karbonat (CO3) • Sulfat (SO4)

f. Lingkungan

Jurnal Tugas Akhir

2.4 Pencegahan Korosi Ada beberapa prinsip cara pencegahan

korosi yang disesuaikan dengan jenis peralatan, tempat, faktor lingkungan yang korosif dan material yang memegang peranan penting yaitu dengan beberapa metode yaitu : • Desain (Rancangan) • Pemilihan Bahan Material • Pemakaian Inhibitor

• Pelapisan (Coating) • Cathodic Protection (CP)

2.5 Cathodic Protection

Perlindungan katodik merupakan salah satu metode pencegahan korosi yang efektif untuk digunakan pada permukaan logam yang sudah terserang korosi. Jika terjadi korosi, perlindungan katodik dapat digunakan untuk menghentikan proses korosi tersebut. Meskipun demikian, perlindungan katodik hanya dapat menghentikan proses korosi tetapi tidak dapat mengembalikan material yang sudah rusak akibat korosi yang sebelumnya terjadi. Pada dasarnya, korosi adalah sebuah proses elektrokimia, dimana reaksi elektrokimia terjadi lewat pertukaran elektron. Sistem anti korosi pada perlindungan katodik menghalangi terjadinya reaksi korosi yang mungkin muncul dengan cara mencegah terjadinya pertukaran elektron.

Pada sistem perlindungan katodik, proses korosi akan terjadi di anode (+), sedangkan untuk katodanya (-) bebas dari korosi. Biasanya logam adalah anode tetapi pada sistem perlindungan katodik, logam berfungsi sebagai katoda sehingga akan terlindung dari korosi. Ini dilakukan dengan cara mengaliri elektron yang mempunyai arus listrik lebih tinggi daripada yang dihasilkan oleh reaksi korosi pada anode. Perlindungan katodik membutuhkan sumber arus listrik untuk mencegah serangan korosi pada logam. Sumber arus listrik ini disebut “protective anode”. Metode Cathodic Protection ada dua jenis diantaranya : Impressed Current dan Sacrificial anode.

2.6 Impressed Current Cathodic Protection

Impressed Current Cathodic Protection, arus listrik disuplai dari sumber tenaga eksternal. Bedanya dengan Sacrificial Anode terletak pada jenis “protective anode” yang digunakan pada ICCP yaitu terbuat dari material non aktif seperti high silicon cast iron, grafit, timah, Platinum titanium yang berfungsi sebagai sumber elektron dan tidak perlu dikorbankan (terserang korosi).

Anoda yang digunakan dalam sistem ICCP, harus mempunyai elektrode yang potensialnya tinggi agar dapat melindungi area yang luas dengan anoda yang kecil. Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik pada lingkungan laut dapat digunakan timah dan platinum titanium. Dan masih banyak lagi jenis anoda untuk ICCP pada proteksi pipeline yang ada dipasaran. Jenis-jenis anoda yang dipakai untuk penggunaan sistem ICCP dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1 Laju Pengausan Sistem ICCP

Material Anoda

Aplikasi Khusus

Typical Loss (Lb/A.Y)

Scrap Steel Tanah, air tawar/laut

20

Aluminium Tanah, air tawar/laut

10-12

Grafit Tanah, air tawar

0.25-5.0

High Silicon Iron dan Si-Cr Iron

Tanah, air tawar/laut

0.25-5.0

Timah Air laut 0.1-0.25

Platinum titanium

Air laut kosong

Sumber : Supomo, 1995

Jurnal Tugas Akhir

2.7 Sacrificial Anode Cathodic Protection

Sacrificial Anode, arus listrik disuplai dari proses korosi yang terjadi pada “protective anode” yang terbuat dari logam aktif seperti zinc (seng) atau aluminium khusus yang memiliki arus positif yang lebih besar daripada logam. Perbedaan voltase ini menyebabkan adanya daya tarik elektron bebas negatif yang lebih besar daripada daya tarik ion-ion pada logam. Ini mengakibatkan “protective anode” menjadi terserang korosi (dikorbankan) dan sebaliknya logam akan terlindung dari korosi.

Anoda tumbal yang sering digunakan adalah seng, aluminium, dan magnesium. Ketiga anoda tersebut mempunyai karakteristik yang berbeda-beda dalam melindungi logam katoda. Seng, aluminium, dan magnesium ini banyak dipakai di laut. Material-material tersebut cukup negatif potensialnya untuk dijadikan anoda yang melindungi baja dari air laut. Meskipun demikian, dalam prakteknya, komposisi pasti dari logam-logam ini ketika dipakai sebagai anoda adalah sangatlah penting. Sering kali elemen-elemen paduan ditandai memberikan pengaruh pada performen logam sebagai anoda untuk proteksi katodik.

Menurut Mihmidaty (2009), komposisinya harus memenuhi prosedur properti sebagai berikut : • Mempunyai negatif potensial yang cukup

untuk memastikan proteksi katodik pada lingkungan khusus.

• Kemampuannya meneruskan korosi selama pemakaian dan bukannya membentuk lapisan pasif atau protektif pada permukaan.

• Efisiensi anoda tinggi.

3. METODOLOGI 3.1 Pengumpulan Data

Dalam mendesain sistem ICCP yang akan dibandingkan dengan menggunakan Sacrificial Anode pada offshore pipeline milik JOB Pertamina-Petrochina East Java maka diperlukan beberapa data yang menunjang untuk Tugas Akhir ini, diantaranya : 1. Studi Literatur, meliputi :

1.Referensi-referensi yang memuat beberapa teori yang menunjang untuk Tugas Akhir ini

2.Sumber referensi-referensi ini didapat dari : • Buku maupun diktat • Penelitian sebelumnya (Tugas

Akhir) • Code atau Standart

DNV RP B401, Cathodic Protection Design, 1993

2. Data-Data Lapangan, meliputi : Data properties offshore pipeline milik JOB Pertamina-Petrochina East Java yaitu terdiri dari : • Material pipa dan material coating • Dimensi (ukuran) pipa meliputi :

diameter luar pipa, ketebalan pipa, panjang pipa, umur desain pipa

• Dimensi coating meliputi : ketebalan eksternal coating, ketebalan concrete coating, konstanta coating, umur desain coating

• Data lingkungan mencakup beberapa aspek yang perlu diperhatikan diantaranya : resistivitas air laut, kedalaman air laut, densitas air laut, desain densitas arus air laut

3.2. Desain Sistem ICCP

Untuk mendesain sistem ICCP pada offshore pipeline milik JOB Pertamina-Petrochina East Java ditinjau dari segi teknis maupun ekonomis. a. Segi teknis meliputi :

1. Tahap desain terdiri dari : Kondisi lapisan pelindung, luas permukaan pipa yang diproteksi, kebutuhan arus proteksi, kebutuhan jumlah anoda, tahanan anoda terhadap air laut, tahanan kabel DC dari anoda menuju junction box, tahanan kabel DC dari junction box menuju rectifier, tahanan total sirkuit DC, tegangan DC rectifier, total tegangan DC rectifier, kebutuhan daya AC yang diperlukan untuk rectifier, serta kapasitas Transformer rectifier yang dibutuhkan

2. Tahap instalasi meliputi pemasangan anoda MMO ICCP dengan FRP, pemasangan FRP dan stainless band pada pipa, pemasangan junction box tepat berada di samping FRP,

Jurnal Tugas Akhir

peletakkan posisi rectifier pada tempat yang aman, pemasangan kabel DC ukuran 16 mm2 dan 35 mm2.

3. Tahap maintenance sistem ICCP meliputi pengukuran potensial (tegangan) pipa terhadap elektrolit dengan menggunakan high impendance voltmeter dan reference elektrode untuk membuktikan apakah pipa tersebut terkorosi atau tidak serta pembersihan anoda MMO terhadap marine growth.

b. Segi ekonomis desain sistem ICCP meliputi : 1. Biaya pembelian peralatan sistem

ICCP terdiri dari biaya pembelian anoda MMO ICCP, FRP, stainless band, junction box, rectifier, kabel DC ukuran 16 mm2 dan 35 mm2.

2. Biaya instalasi meliputi biaya penyelam dan biaya sewa alat selam.

3. Biaya maintenance sistem ICCP terdiri dari biaya penyelam dan biaya sewa alat selam.

3.3 Analisa Desain Sistem ICCP

Pada tahap ini desain sistem ICCP akan dibandingkan dengan Sacrificial Anode berdasarkan segi teknis maupun ekonomis. a. Segi teknis meliputi :

1. Tahap desain terdiri dari : Kondisi lapisan pelindung, luas permukaan pipa yang diproteksi, kebutuhan arus proteksi, kebutuhan massa anoda, massa anoda akhir, tahanan anoda, keluaran arus anoda, kebutuhan jumlah anoda, jarak pemasangan anoda

2. Tahap instalasi meliputi pemasangan anoda tumbal bracelet aluminium (galvanic anode) di sepanjang offshore pipeline dengan jarak yang sudah ditentukan.

3. Tahap maintenance untuk Sacrificial Anode terdiri dari pengecekan anoda secara visual untuk mengetahui korosi yang terjadi pada anoda bracelet tersebut serta pembersihan anoda bracelet aluminium terhadap marine growth.

b. Segi ekonomis meliputi : 1. Biaya pembelian anoda bracelet

aluminium 2. Biaya instalasi meliputi biaya

pengelasan anoda bracelet aluminium 3. Biaya maintenance Sacrificial Anode

terdiri dari biaya penyelam dan biaya sewa alat selam.

3.4 Hasil Analisa

Dari hasil analisa desain dapat diketahui desain sistem ICCP dari segi teknis maupun ekonomis serta desain Sacrificial Anode dari segi teknis maupun ekonomis.

3.5 Kesimpulan dan Saran

Tahap selanjutnya adalah membuat kesimpulan tentang hal permasalahan yang dibahas pada desain sistem ICCP dengan dibandingkan menggunakan Sacrificial Anode. Kesimpulan ini merupakan jawaban dari perumusan masalah serta tujuan dari Tugas Akhir.

3.6 Pembuatan Laporan

Yaitu melakukan pembukuan terhadap seluruh data-data dan hasil pengolahan data-data dalam bentuk laporan Tugas Akhir dan disertai kesimpulan serta saran.

4. ANALISA DATA 4.1 Data Properties Offshore Pipeline

Data properties offshore pipeline

tersebut terdiri dari : • Material pipa dan material coating • Dimensi (ukuran) pipa meliputi :

diameter luar pipa, ketebalan pipa, panjang pipa, umur desain pipa

• Dimensi coating meliputi : ketebalan eksternal coating, ketebalan concrete coating, konstanta coating, umur desain coating

• Data lingkungan mencakup beberapa aspek yang perlu diperhatikan yaitu : resistivitas air laut, kedalaman air laut, densitas air laut, desain densitas arus air laut

Jurnal Tugas Akhir

4.2 Desain Sistem ICCP Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan

untuk mendesain sistem ICCP pada offshore pipeline milik JOB Pertamina-Petrochina East Java ditinjau dari segi teknis maupun ekonomis. a. Segi teknis meliputi :

1. Tahap desain terdiri dari : 1.1 Kondisi Lapisan Pelindung

Data lapisan pelindung pipa distribusi dari Palang Station ke FSO • Material lapis lindung : Coaltar

Enamel • Ketebalan lapisan : 4,8 mm

1.2 Luas Permukaan Pipa yang diproteksi

Sumber :Cathodic Protection Analysis,PT. Indocast Fransasia Sejahtera, 24 November 2010

Dimana :

A = Luas permukaan pipa yang diproteksi (m2)

OD = Diameter luar pipa (m)

L = Panjang pipa (m)

π = Phi

1.3 Kebutuhan Arus Proteksi

Sumber : Cathodic Protection

Analysis,PT. Indocast Fransasia Sejahtera, 24 November 2010

Dimana : Ir = Kebutuhan arus proteksi

(A) A = Luas permukaaan pipa yang

diproteksi (m2)

fc = Faktor breakdown coating

Id = Densitas arus proteksi

(A/m2) NC = Nominal Current

1.4 Kebutuhan Jumlah Anoda

Sumber : Cathodic Protection Analysis,PT. Indocast Fransasia Sejahtera, 24 November 2010

Dimana :

N = Kebutuhan jumlah anoda

Ir = Kebutuhan arus proteksi (A)

Io = Keluaran arus tiap anoda (A)

1.5 Tahanan Anoda terhadap Air Laut


Dimana :

RH = Tahanan anoda (ohm) ρ air laut = Resistivitas air laut (ohm m) L = Panjang anoda MMO (m) r = Jari-jari anoda MMO (m) π = Phi

NCIfAI dcr ×××=

o

r

IIN =

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −×= 14ln

2 rL

LR airlaut

H πρ

LODA ××= π

Jurnal Tugas Akhir

1.6 Tahanan Kabel DC dari Anoda menuju Junction Box


Dimana : Rc1 = Tahanan kabel DC dari anoda

menuju junction box (ohm) Lc1 = Panjang kabel DC dari anoda

menuju junction box (m) Re1 = Tahanan spesifik kabel (ohm/m)

1.7 Tahanan Kabel DC dari Junction

Box menuju Kutub Positif Rectifier

Sumber : Cathodic Protection Analysis, PT. Indocast Fransasia Sejahtera, 24 November 2010 Dimana : Rc2 = Tahanan kabel DC dari junction box menuju rectifier (ohm) Lc2 = Panjang kabel DC dari junction box menuju rectifier (m) Re2 = Tahanan spesifik kabel (ohm/m)

1.8 Tahanan Total Sirkuit DC

Sumber : Cathodic Protection Analysis, PT. Indocast Fransasia Sejahtera, 24 November 2010 Dimana : Rt = Tahanan total sirkuit DC (ohm) RH = Tahanan anoda (ohm) Rc1 = Tahanan kabel DC dari anoda

menuju Junction box (ohm) Rc2 = Tahanan kabel DC dari junction

box menuju rectifier (ohm)

1.9 Tegangan DC rectifier


Dimana : Et = Kebutuhan tegangan DC rectifier (V) It = Total arus proteksi yang dikirim oleh

rectifier (A) Rt = Tahanan total sirkuit DC (ohm)

1.10 Total Tegangan DC Rectifier


Dimana : EDC = Total tegangan DC Rectifier (V) Et = Kebutuhan tegangan DC rectifier (V) SF = Safety factor diberi 15 %

1.11 Kebutuhan daya AC yang diperlukan untuk Rectifier


Dimana : Iac = Kebutuhan daya AC untuk rectifier

(A) EDC = Total tegangan DC Rectifier (V) IDC = Arus keluaran DC (A)

EAC = Total tegangan AC Rectifier (V) dengan nilai 400 V,three phase,

50 Hz η = Efisiensi transformer-rectifier

diberi 80 %

111 ecc RLR ⋅=

222 ecc RLR ⋅=

21 ccHt RRRR ++=

ttt RIE ×=

)( ttDC ESFEE ×+=

3ηAC

DCDCAC E

IEI =

Jurnal Tugas Akhir

1.12 Kapasitas transformer-rectifier yang dibutuhkan


Dimana : PAC = Kapasitas transformer-rectifier Iac = Kebutuhan daya AC untuk rectifier (A)

EAC = Total tegangan AC Rectifier (V) dengan nilai 400 V,three phase, 50 Hz

maka dari hasil perhitungan desain sistem ICCP didapat : • Luas permukaan pipa yang diproteksi : 15983,42 m2 • Kebutuhan arus proteksi :

21,51 A • Data dimensi anoda MMO ICCP :

Panjang anoda MMO ICCP = 500 mm Diameter luar anoda MMO ICCP = 25 mm Arus anoda = 15 A Umur desain anoda = 20 tahun

• Jumlah anoda yang dibutuhkan yaitu 2 buah dipasang pada 2 titik yaitu Palang Station dan FSO

• Tahanan anoda : - Palang Station = 0,259 ohm - FSO = 0,259 ohm

• Tahanan kabel DC dari anoda ke junction box : - Palang Station = 0,00042 ohm - FSO = 0,00042 ohm

• Tahanan kabel DC dari junction box ke kutub positif rectifier : - Palang Station = 0,212 ohm - FSO = 0,073 ohm

• Tahanan total sirkuit DC - Palang Station = 0,472 ohm - FSO = 0,333 ohm

• Tegangan DC Rectifier - Palang Station = 7,07 V

- FSO = 5,58 V • Total Tegangan DC Rectifier

- Palang Station = 8,13 V - FSO = 6,42 V

• Kebutuhan daya AC yang diperlukan untuk rectifier - Palang Station = 4,33 A - FSO = 4,33 A

• Kapasitas transformer-rectifier yang dibutuhkan - Palang Station = 3 kVA - FSO = 3 kVA

2. Tahap instalasi meliputi : - Menentukan banyaknya anoda ICCP yang

dibutuhkan untuk memproteksi offshore pipeline milik JOB Pertamina-Petrochina East Java dengan menggunakan perhitungan desain yang dibahas sebelumnya. Dari hasil perhitungan desain tersebut didapat dua buah anoda ICCP yang dipasang pada dua titik sepanjang 18.625,28 m dari Palang Station-FSO yaitu • Titik pertama pada area Palang • Titik kedua pada area FSO

- Untuk area Palang dan FSO Anoda ICCP yang digunakan yaitu berbentuk tubular jenis Mixed Metal Oxide (MMO) yang dilapisi titanium dengan panjang anoda sebesar 500 mm, diameter anoda sebesar 25 mm dengan keluaran arus anoda sebesar 15 A serta masa pakainya selama 20 tahun dan secara horizontal tepat di atas offshore pipeline.

- Beberapa prosedur untuk tahap instalasi sistem ICCP yaitu :

pemasangan anoda MMO dengan menggunakan FRP, pemasangan FRP dan stainless band pada pipa, pemasangan junction box tepat berada di samping FRP, peletakkan posisi rectifier pada tempat yang aman, pemasangan kabel DC ukuran 16 mm2 dan 35 mm2

3. Tahap maintenance sistem ICCP : 1.Pengukuran potensial (tegangan) pipa

terhadap elektrolit dengan menggunakan high impendance voltmeter dan reference elektrode (AgAgCl) untuk membuktikan apakah pipa tersebut terkorosi atau tidak.

2.Pembersihan anoda MMO terhadap marine growth

ACACAC EIP ××= 3

Jurnal Tugas Akhir

b. Segi ekonomis meliputi : 1. Biaya biaya pembelian peralatan sistem

ICCP : - Palang Station

Jenis Unit Harga/unit (Rp)

Total (Rp)

Anode MMO

1 5.500.000 5.500.000

Kabel dengan ukuran 16 mm2

0,35 meter

80.000 28.000


431,56 meter

150.000 64.734.000

Junction box

1 5.000.000 5.000.000

Rectifier 1 15.000.000 15.000.000 Stainles band

1 450.000 450.000

FRP 1 1.500.000 1.500.000 Total = 92.212.000

- FSO

Jenis Unit Harga/unit

(Rp) Total (Rp)

Anode MMO

1 5.500.000 5.500.000


0,35 meter

80.000 28.000


276,38 meter

150.000 41.457.000

Junction box

1 5.000.000 5.000.000

Rectifier 1 15.000.000 15.000.000 Stainles band

1 450.000 450.000

FRP 1 1.500.000 1.500.000 Total = 68.935.000

Jadi total keseluruhan biaya pembelian peralatan sistem ICCP adalah sebesar Rp. 161.147.000 ,00 2. Biaya instalasi sistem ICCP meliputi

biaya penyelam dan biaya sewa alat selam

Untuk Palang Station dan FSO • Biaya penyelam = Rp. 4.000.000,00 • Biaya sewa alat selam =

Rp. 5.000.000,00 Total = Rp. 9.000.000,00

3. Biaya maintenance sistem ICCP meliputi

biaya penyelam dan biaya sewa alat selam

Untuk Palang Station dan FSO • Biaya penyelam = Rp. 4.000.000,00 • Biaya sewa alat selam =

Rp. 5.000.000,00 Total = Rp. 9.000.000,00

Dengan 5 kali inspeksi sehingga, total biaya maintenance sebesar Rp. 45.000.000,00

4.3 Analisa Desain Sistem Sacrificial Anode Desain sistem ICCP yang dibuat akan

dibandingkan dengan desain Sacrificial Anode a. Segi teknis meliputi :

1. Tahap desain terdiri dari : 1.1 Kondisi Lapisan Pelindung

Data lapisan pelindung pipa distribusi dari Palang Station ke FSO • Material lapis lindung Coaltar

Enamel • Ketebalan lapisan 4,8 mm

1.2 Luas Permukaan Pipa yang diproteksi

Sumber : Cathodic Protection Analysis,PT. Indocast

LODA ××= π

Jurnal Tugas Akhir

Fransasia Sejahtera, 24 November 2010

Dimana :

A = Luas permukaan pipa yangdiproteksi (m2)

OD = Diameter luar pipa (m)

L = Panjang pipa (m)

π = Phi

1.3 Kebutuhan Arus Proteksi

Sumber : DNV RP B401, Cathodic Protection Design 1993

Dimana : Ic = Kebutuhan arus proteksi

(A) Ac = Luas permukaaan pipa yang

diproteksi (m2)

fc = Faktor breakdown coating

ic = Densitas arus proteksi

(A/m2)

1.3 Kebutuhan Massa Anoda


Dimana :

Ic = Kebutuhan arus proteksi (A) t = umur desain anoda (tahun) u = faktor utilisasi anoda � = Kapasitas elektrokimia anoda

1.4 Kebutuhan Massa Anoda Akhir


Dimana : m final = massa anoda akhir (kg) m initial = massa anoda awal (kg) u = faktor utilisasi anoda

1.5 Tahanan anoda

Sumber : DNV RP B401, Cathodic Protection Design 1993 Dimana : Ra = Tahanan anoda (ohm) ρ = resistivitas air laut (ohm m) A = Luas permukaan anoda (m2)

1.6 Keluaran arus anoda


Dimana :

Ia = Keluaran arus anoda (A) E°c = Desain protective potential (V) E°a = Desain closed circuit anode

Potential (V) Ra = Tahanan anoda (ohm)

1.7 Kebutuhan Jumlah Anoda


Dimana : N = kebutuhan jumlah anoda M = kebutuhan massa anoda (kg) Ma = kebutuhan massa tiap anoda

(kg)

cccc ifAI ⋅⋅=

ε⋅⋅⋅

=utI

M c 8760

)1()()( um m initialfinal −⋅=

A R a

ρ ⋅ = 315 , 0

a a c

a R E E I°−°

=

aM M N =

Jurnal Tugas Akhir

1.8 Jarak Pemasangan Anoda


Dimana :

L = panjang anoda (m) N = jumlah anoda

maka dari hasil perhitungan desain sistem Sacrificial Anode didapat : • Luas permukaan pipa yang diproteksi

15983,42 m2 • Kebutuhan arus proteksi :

17,20 A • Kebutuhan massa anoda :

1288 kg • Berat anoda akhir :

1,76 kg • Tahanan anoda :

0,101 ohm • Keluaran arus anoda :

1,59 ohm • Jumlah anoda yang dibutuhkan :

73 pcs • Jarak pemasangan antar anoda :

254,41 m 2. Tahap instalasi meliputi :

Pemasangan Sacrificial Anode pada offshore pipeline sangat menentukan untuk usaha mengurangi terjadinya korosi, hal ini dipengaruhi oleh sebaran arus listrik yang dialirkan. Peletakkan dari sacrificial anode adalah dengan membagi jumlah anoda yang dipasang pada seluruh luasan pipa adalah sama dengan cara membagi panjang pipa dengan jumlah anoda yang dibutuhkan. Untuk pipa distribusi sepanjang 18.625,28 meter dari Palang ke FSO (Floating Storage and Offloading), jumlah anoda yang dibutuhkan adalah sejumlah 73 buah. Sehingga dari jumlah anoda yang dibutuhkan disebarkan dengan jarak antar anoda adalah sama yaitu 254,41 meter.

3. Tahap maintenance Sacrificial Anode meliputi pengecekan anoda secara visual untuk megetahui kondisi korosi yang terjadi pada anoda bracelet aluminium serta pembersihan anoda bracelet auminium terhadap marine growth

b. Segi ekonomis meliputi :

1. Biaya pembelian peralatan meliputi : Jenis Unit Berat

tiap anoda

Harga/kg Rp.

Total Rp.

Bracelet aluminium

73 17,6 kg

60.000 77.088.000

2. Biaya instalasi meliputi :

Biaya pengelasan = Rp. 500.000,00 Ada 73 anode ,maka total keseluruhan biaya instalasi sebesar Rp. 36.500.000,00

3. Biaya maintenance sacrificial anode meliputi biaya penyelam dan biaya sewa alat selam selama 2 hari • Biaya penyelam = Rp. 8.000.000,00 • Biaya sewa alat selam =

Rp. 10.000.000,00 Total = Rp. 18.000.000,00

Dengan 20 kali inspeksi sehingga, total biaya maintenance sebesar Rp. 360.000.000,00

5. KESIMPULAN 5.1. Kesimpulan

Dari Tugas Akhir yang telah dilakukan selama ini, kesimpulan yang dapat diberikan dari analisa hasil dan pembahasan adalah sebagai berikut :

1. Dari Segi teknis : - Untuk desain

Untuk sistem ICCP dibutuhkan 2 anoda dipasang pada area Palang Station sama area Palang. Untuk Sacrificial Anode dibutuhkan 73 anode dengan dipasang sepanjang offshore pipeline dengan jarak yang sudah ditentukan sebesar 254,41m.

- Untuk instalasi sistem ICCP meliputi pemasangan anoda MMO dengan FRP, pemasangan FRP dan stainless band pada pipa, pemasangan junction box tepat berada di samping FRP, peletakkan posisi rectifier, serta pemasangan kabel DC ukuran 16 mm2 dan 35 mm2 sedangkan untuk instalasi Sacrificial

NLS a =

Jurnal Tugas Akhir

Anode meliputi pemasangan anoda bracelet aluminium sepanjang offshore pipeline 18.625,28 m dari Palang Station-FSO sehingga jarak pemasangan 254,41 m.

- Untuk maintenance sistem ICCP meliputi pengukuran potensial (tegangan) pipa terhadap elektrolit dengan menggunakan high impendance voltmeter dan reference elektrode (AgAgCl) untuk membuktikan apakah pipa tersebut terkorosi atau tidak serta pembersihan anoda MMO terhadap marine growth sedangkan maintenance Sacrificial Anode meliputi pengecekan anoda secara visual untuk megetahui kondisi korosi yang terjadi pada anoda bracelet aluminium serta pembersihan anoda bracelet auminium terhadap marine growth

2. Biaya sistem ICCP meliputi biaya

pembelian peralatan sistem ICCP sebesar Rp. 161.147.000, biaya instalasi sistem ICCP sebesar Rp. 9.000.000,00 serta biaya maintenance sistem ICCP sebesar Rp. 45.000.000,00 sedangkan biaya pembelian anoda bracelet aluminium Sacrificial Anode sebesar Rp. 77.088.000,00, biaya instalasi Sacrificial Anode sebesar Rp. 36.500.000,00 serta biaya maintenance Sacrificial Anode sebesar Rp. 360.000.000,00

5.2. Saran

Saran yang dapat diberikan untuk penelitian lebih lanjut adalah sebagai berikut : 1.Untuk mendesain sistem ICCP dapat

menggunakan berbagai macam tipe anode dan bentuk anoda seperti yang terdapat dipasaran.

2. Untuk mendesain sistem ICCP ini dapat dilakukan dengan menggunakan Program Visual Basic 6.0 untuk mempermudah perhitungan teknis dari desain sistem ICCP dan dapat digunakan sebagai validasi antara hasil desain secara manual dengan bahasa Pemrograman Visual Basic 6.0 DAFTAR PUSTAKA Fransasia, 2010, Cathodic Protection Analysis DNV,1993,Recommended Practice DNV RP B401 Cathodic Protection Design

Halimatuddahliana, 2003, Pencegahan Korosi dan Scale pada Proses Produksi Minyak Bumi Soegiono, Prof.Ir., 2007, Pipa Laut, Surabaya : Airlangga University Press. Supomo, H., 1995, Diktat Kuliah Korosi, Surabaya : Jurusan Teknik Perkapalan Trethewey, KR dan J. Chamberlain, 1991, Korosi untuk mahasiswa dan Rekayasawan Widarto,S., 2001, Karat dan Pencegahan, Jakarta : Pradnya Paramita.

Documents

Jurnal Tugas Akhir Analisa Desain Sistem Impressed Current ... · Konstruksi yang terbuat dari logam maupun non logam semuanya pasti mengalami korosi. ... pipeline yang aman (Soegiono,