TUGAS AKHIR - · PDF fileMaryanta Purwanta, TUGAS AKHIR TEKNIK MESIN UNIVERSITAS GRESIK ii Anlisis sistem proteksi korosi untuk pipa Petroleum Gas material API-5L

TUGAS AKHIR

ANALISIS SISTEM PROTEKSI KOROSI UNTUK PIPA PETROLEUMGAS, MATERIAL API-5L X52 (ø 20”, Sch. 40, 8560m)

Study kasus diHess Indonesia Pangkah Ltd di Manyar – Gresik

Disususn Oleh :

Maryanta Purwanta

NIM : 2008040012

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS GRESIK

2012

Maryanta Purwanta, TUGAS AKHIR TEKNIK MESIN UNIVERSITAS GRESIK

i

Anlisis sistem proteksi korosi untuk pipa Petroleum Gasmaterial API-5L X52 (ø 20”, Sch. 40, 8560m)

LEMBAR PENGESAHAN



Oleh :

Nama : Maryanta Purwanta

NIM : 2008040012

diterima dan disahkan

pada tanggal…………………

Pembimbing I Pembimbing II

Moch. Sochib, ST, MT. Dra. Adriyanti, MPd.

Mengetahui :

Dekan, Ka Prodi T. Mesin

Ir. Sunarto, MT Wardjito, ST, MT.


ii




Telah dipertahankan didepan penguji

Pada tanggal …………..

Dewan penguji

Penguji I : Sugeng Hariyadi, ST, MT.

Penguji II : Wardjito, ST, MT.

Tugas Akhit ini telah diterima sebagai

salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana

Dekan Ketua Program Studi

Ir. Sunarto, MT Wardjito, ST, MT.


iii


KATA PENGANTAR

Dengan mengucap Alhamdulillah, segala puji dan syukur kami panjatkan

kehadirat Alloh SWT, yang telah melimpahkan rahmat, taufiq dan hidayahnya

sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Tugas Akhir sebagai persyaratan sebelum menyelesaikan studi pada

Sarjana Teknik Mesin, Universitas Gresik.

Dalam pelaksanaan penelitian ini berbagai proses telah dilalui oleh penulis

yang sampai akhirnya Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik, harapan

penulis manfaat tesis ini dapat berguna bagi perusahaan Hess Indonesia Pangkah

Ltd dan menambah jumlah penelitian ilmiah di Universitas Gresik serta berguna

bagi semua pihak.

Penulisan Tugas Akhir ini yang berjudul “Analisis sistim proteksi

korosi untuk pipa Petroleum Gas material API-5L X52 (ø 20”, Sch. 40,

8560m)” dari Hess Indonesia Pangkah Ltd di Manyar ke PT. Pembangkitan Jawa

Bali (PJB) di Gresik, tidak akan terwujud tanpa adanya bantuan dari semua pihak,

baik secara langsung maupun tidak langsung. Maka bersama ini saya

mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada yang terhormat :

1. Bapak Prof. Dr. Drs. H. Sukiyat, SH, Msi. Rektor Universitas Gresik

2. Ir. Sunarto, MT. Dekan Fakultas Teknik Universitas Gresik

3. Moch. Sochib, ST, MT. selaku pembimbing – I

4. Dra. Adriyanti, MPd. selaku pembimbing – II

5. Sugeng Hariyadi, ST, MT. selaku dewan penguji – I

6. Wardjito, ST, MT. selaku dewan penguji – II

7. Staf Maintenance, Hess Indonesia Pangkah Ltd di Manyar – Gresik.

8. Teman – teman kuliah di Fakultas Teknik Universitas Gresik

9. Istri dan anak kami tercinta


iv


Namun secara keseluruhan penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini

masih jauh dari sempurna sehingga segala kritik dan saran yang membangun

sangat diharapkan.

Gresik, Juni 2012

Penulis


v


ABSTRAKSI

Pipa under ground dan under water perlu diadakan perlindungan korosidan yang sesuai adalah Proteksi Katodik. Korosi itu sendiri sesungguhnya tidakdapat dihentikan namun hanya bisa dicegah atau diperlambat lajunya.

Di Hess Indonesia Pangkah Ltd yang berlokasi di Manyar mensuplaiPetroleum Gas ke PT. Pembangkitan Jawa Bali (PJB) di Gresik sepanjang 8560meter menggunakan pipa dengan material API-5L X52 (ø 20”, Sch. 40). Dari hasilpengukuran terjadi penurunan tegangan proteksi dibawah (-0,850 Volt DC). Makakondisi ini perlu dilakukan penelitian dan analisis yang mendalam, agar pipa tidakterjadi korosi.

Kemudian diadakan penelitian dan perhitungan kembali desain yangterpasang adalah: Luas area yang diproteksi 670,29m2, arus proteksi yangdiperlukan 40,22 ampere, jumlah anode yang diperlukan 10,34 buah, makaberdasarkan besaran nilai tersebut desain telah sesuai dengan kebutuhan proteksiyang diperlukan, bahkan Panel Rectifier yang terpasang telah dinaikkan ke 125%dari perhitungan secara teoritis.

Setelah diadakan penelitian yang mendalam menggunakan metodastandard internasional, ditemukan pada pipa unit-2 adanya kebocoran arus sebesar12 ~ 14 ampere pada Flange Isolasi IF-6 di Tie-In akhir pipa Hess yang menujuke PJB yang berlokasi di area PJB Gresik. Agar sistem proteksi katodik kembalinormal maka disarankan untuk melepas kabel jumper yang memisahkan proteksipipa unit-1 dan pipa unit-2 dengan maksud untuk mengamankan pipa unit-1sepanjang 8400 meter dan mengorbankan (sementara) pipa unit-2 sepanjang 160meter tanpa proteksi katodik, sambil menunggu perbaikan selanjudnya.

Turunnya tegangan proteksi dibawah (-0,850 Volt DC) diakibatkan karenaterjadinya hubung singkat (short circuit) di Flange Isolasi IF-6, maka dari hasilpenelitian disarankan untuk memberikan proteksi tambahan secara terpisah padapipa unit-2 yang terjadi short circuit.

Kata kunci: Pipa, korosi, katodik, proteksi


vi


ABSTRACT

Pipes under ground and under water shall be protect from corrosion andthe appropriate corrosion protection is cathodic protection. Corrosion itself is infact not be stopped but can only be prevented or slowed the pace.

At Hess Indonesia Pangkah Ltd. located in Manyar, Petroleum Gas deliverto PT. Pembangkitan Jawa Bali (PJB) in Gresik, 8560 meters along the pipematerial using API-5L x52 (ø 20 ", Sch. 40). From the measurement results underthe protection voltage decrease (-0.850 Volts DC). Then this condition needs to bedone in-depth research and analysis, in order to pipe corrosion does not occur.

Then the research and design re-calculations are attached: a protectedarea of 670.29 m2, the current 40.22 amps of protection required, the necessaryamount of anode 10.34 each, then based on the calculations the design complieswith the requirements of protection required , Rectifier Panel mounted even beenraised to 125% of the theoretical calculations.

Having conducted extensive research using the international standardmethod, was found the leakage current of 12 ~ 14 amperes in the pipe line unit-2on Flange Isolation of IF-6 (at the end of Tie-In the pipe line from Hess to PJBGresik area). To normalize cathodic protection system then it is advisable toremove the jumper wire that separates the protection of pipeline unit-1 and unit-2with a view to securing the pipe unit-1 along the 8400 meter and lets (temporary)pipe line units-2 along the 160 meters without cathodic protection, while waitingrepairs. Falling under the protection voltage (-0.850 Volts DC) caused by theoccurrence of short circuit in Isolation Flange of IF-6, then from the results of thestudy is recommended to provide additional protection to the pipeline unit-2separately.

Key word: Pipes, corrosion, cathodic, protection


vii


DARTAR ISIHalaman

Cover ............................................................................................................ iLembar pengesahan....................................................................................... iiLembar pengujian.......................................................................................... iiiKata pengantar .............................................................................................. ivAbstraksi ....................................................................................................... vDaftar isi........................................................................................................ viiDaftar gambar................................................................................................ ixDaftar lampiran ............................................................................................. x

BAB I PENDAHULUAN ......................................................................... 11.1. Latar belakang................................................................................ 11.2. Rumusan masalah........................................................................... 21.3. Tujuan penelitian............................................................................ 21.4. Manfaat penelitian bagi perusahaan............................................... 31.5. Manfaat penelitian bagi perguruan tinggi ...................................... 31.6. Manfaat penelitian bagi mahasiswa ............................................... 31.7. Batasan masalah ............................................................................. 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................ 52.1. Dasar-dasar proteksi katodik.......................................................... 5

A. Korosi Metal .................................................................................. 6B. Sistem Proteksi Katodik................................................................. 8C. Sistem Anoda korban ..................................................................... 9D. Sistem Injeksi Arus DC.................................................................. 11E. Sistem proteksi baja dalam tanah................................................... 13

2.2. Prosedur Operasi ............................................................................ 16A. Sistem proteksi Anoda Korban ...................................................... 16B. Sisitem proteksi ICCP.................................................................... 21

2.3. Material Pipa .................................................................................. 242.4. Jenis Isolasi .................................................................................... 25

BAB III METODE PENELITIAN............................................................... 293.1. Lokasi dan waktu penelitian........................................................... 293.2. Alur Penelitian ............................................................................... 303.3. Jenis penelitian dan permasalahannya ........................................... 313.4. Metoda troubleshooting untuk proteksi Anoda Korban ................ 323.5. Metoda troubleshooting untuk proteksi ICCP ............................... 343.6. Metoda pengecekan untuk Insulation Flange ................................ 38


viii


Halaman3.7. Variabel penelitian ......................................................................... 44

BAB IV ANALISA PEMBAHASAN MASLAH........................................ 454.1. Pembahasan Umum ....................................................................... 454.2. Perhitungan Desain proteksi katodik ............................................. 46

A. Area yang akan diproteksi.............................................................. 46B. Arus Proteksi yang diperlukan ....................................................... 46C. Jumlah Anode yang diperlukan...................................................... 47D. Tahanan Pentanahan (Groundbed Resistance)............................... 48E. Tahanan Kabel (Cable resistance) ................................................. 49F. Rugi tegangan kabel (Cable voltage drop) .................................... 49G. Tegangan yang diperlukan untuk Rectifier .................................... 50H. Desain kapasitas Rectifier .............................................................. 51I. Distribusi potensial (Attenuation calculation) ............................... 51

4.3. Hasil pengecekan yang telah dilakukan ......................................... 544.4. Ringasan hasil pengecekan ............................................................ 57

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN...................................................... 615.1. Kesimpulan hasil pengecekan ........................................................ 615.2. Saran-saran..................................................................................... 625.3. Biaya yang dibutuhkan................................................................... 67

BAB VI DAFTAR PUSTAKA .................................................................... 70

DAFTAR GAMBAR2.2.1. Korosi sell dan jenis reaksi korosi Elekrokimia untuk baja dalam

tanah / air........................................................................................ 62.1.2. Arus Korosi sell dari Anoda ke Katoda dalam tanah..................... 62.1.3. Jenis korosi sell yang terjadi pada pipa baja tertimbun didalam

Tanah.............................................................................................. 72.1.4. Kurva Polarisasi Baja dalam lingkungan air netral........................ 82.1.5. Diagram Pourbaix Baja terendam dalam air.................................. 92.1.6. Arus korosi yang terjadi pada Anoda korban................................. 102.1.7. Sistim proteksi pada Sacrificial Anode Cathodic Protection......... 112.1.8. Arus korosi yang terjadi pada sistim Arus Injeksi ......................... 122.1.9. Sistim proteksi Impressed Current Cathodic Protection ............... 132.1.10. Pengukuran potensial Proteksi Katodik ......................................... 142.2.1. Pengukuran potensial pipa ke tanah............................................... 173.1.1. Lokasi Penelitian............................................................................ 293.2.1. Alur Penelitian ............................................................................... 30


ix


3.6.1. Gambar rangkaian pengetesan Insulation Flange.......................... 383.6.2. Gambar sekema pengetesan Insulation Flange.............................. 404.3.1. Gambar masalah “short” yang terjadi di PJB Tie-In area ............. 564.4.1. Gambar ICCP dalam keadaan Normal ........................................... 594.4.2. Gambar ICCP dalam keadaan IF-6 “SHORT” .............................. 60

LAMPIRAN DATA1.1. Data pengukuran di IF-6 pada Januari 2012 .................................. 721.2. Data pengukuran di IF-5 pada Januari 2012 .................................. 741.3. Data pengukuran di IF-4 pada Januari 2012 .................................. 76

LAMPIRAN FORM2.2.1. Form pengecekan SACP untuk pipa underground ........................ 772.2.2. Form pengecekan ICCP untuk pipa underground ......................... 78

LAMPIRAN GAMBAR3.2.1. Insulating Flange Arrangement...................................................... 853.2.3. Gambar Wiring Diagram ICCP untuk pipa Gas Petroleum........... 86

2

LAMPIRAN TABELTabel 3.2.1 Tabel Material pipa dan yield strength…………………………...80Table 3.2.2 Pipe Seam Joint Factors……………………...….………………81Table 3.2.3 Desain Factors untuk Pipa Baja……………………………..………82Tabel 3.2.4 Pipeline Internal Design Pressures and Test Pressures………...83Tabel 2.1.1. Daftar potensial material dalam tanah dan air……………...…….84

LAMPIRAN GAMBARGambar 3.2.1 Insulating Flange Arrangement………...……………...…………85Gambar 3.2.3 Gambar Wiring Diagram ICCP untuk pipa Gas Petroleum….…..86

DAFTAR GAMBARGambar 2.1.1 Korosi sell dan jenis reaksi korosi Elekrokimia

untuk baja dalam tanah / air……………………...…………..……6Gambar 2.1.2 Arus Korosi sell dari Anoda ke Katoda dalam tanah .........……….6

HalamanGambar 2.1.3 Jenis korosi sell yang terjadi pada pipa baja tertimbun didalam

tanah…………………………………...…..………………..……..7Gambar 2.1.4 Kurva Polarisasi Baja dalam lingkungan air netral………...……...8Gambar 2.1.5 Diagram Pourbaix Baja terendam dalam air……………..........…..9Gambar 2.1.6 Arus korosi yang terjadi pada Anoda korban……….………..…..10Gambar 2.1.7 Sistim proteksi pada Sacrificial Anode Cathodic Protection …....11Gambar 2.1.8 Arus korosi yang terjadi pada sistim Arus Injeksi………...….….12


x


Gambar 2.1.9 Sistim proteksi Impressed Current Cathodic Protection…......….13Gambar 2.1.10 Pengukuran potensial Proteksi Katodik ……………….....……..14Gambar 2.2.1 Pengukuran potensial pipa ke tanah…………………...….….…..17Gambar 3.1.1. Lokasi Penelitian……………………..………………..…...…….29Gambar 3.2.1 Alur Penelitian…………..……………………………….....….…30Gambar 3.6.1. Gambar rangkaian pengetesan Insulation Flange……...…….…..38Gambar 3.6.1 Gambar sekema pengetesan Insulation Flange……….…….……40Gambar 4.3.1 Gambar masalah “short” yang terjadi di PJB Tie-In area……….56Gambar 4.4.1 Gambar ICCP dalam keadaan Normal…………………...............59Gambar 4.4.2 Gambar ICCP dalam keadaan IF-6 “SHORT”…………….….….60

LAMPIRAN PHOTO…………..…………………...…………………..….….....87Photo 1. Insulating Flange di PJB Tie-In Area yang diperkirakan telah terjadi

“short”………………………………………….………………..….…..87Photo 2. Peralatan yang digunakan untuk pengetesan kebocoran arus di

Insulating Flange (Battery kering12V, Variable Resistor, Digital Multimeter, Digital DC Clampmeter dan Cu/CuSO4 Ref. Cell)….…….88Photo 3. Pengukuran Voltage Drop diantara sisi Flange dengan injeksi arus

di IF-6 PJB Tie-In Area…………………....…………………...…...…..89Photo 4. Pengukuran aliran arus yang melewati test circuit di IF-6. Nilai arus yang besar mengindikasikan resistansi yang rendah di flange…..…..…90Photo 5. Pengukuran aliran arus yang melewati test circuit di IF-6. Positive circuit di sambungkan ke baut, tidak ada arus yang mengalir, hal ini mengidikasikan bahwa baut insulation sleeve and washer

kondisinya bagus……………………………………………..…...…...91Photo 6. Salah satu baut ditemukan tanpa Insulating Sleeve di IF-4 (Incoming

Petroleum Gas Pipeline di Hess Metering Unit)…..……………….….92Photo 7. Seluruh Hess Metering Unit structure mendapat ICCP Current dan menjadi terproteksi, karena terjadi kebocoran di insulation IF-4….…...93

LAMPIRAN REFERENSI……………………………………….………………94Referensi Standard ISO 15589-1……………………….………………..…..…..94Referensi Standard NACE RP0200-2000 REV. No. 21001……………..…..…..96


1


BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Hess Indonesia Pangkah Ltd, adalah sebuah peruasaah Minyak dan Gas

Bumi. Korporasi Energi yang terpadu mencakupi eksplorasi, produksi dan kilang

yang menghasilkan Minyak mentah (Crude Oil), LPG dan Gas.

1. Minyak mentah (Crude oil) setelah melalui proses pemisahan

(treater) ditampung di Tanki Minyak Mentah dan secara berkala

akan dijual ke pembeli menggunakan Kapal Tanker melalui dermaga

pelabuhan Maspion menggunakan pipa 10” sepanjang 3500 meter

2. LPG (Liquefied Petroleum Gas) merupakan gas hasil produksi yang

komponen utamanya adalah gas propane (C3 H8) dan butane (C4

H10) yang dicairkan. Sementara itu, ELPIJI adalah merek dagang dari

LPG yang dipasarkan oleh PERTAMINA kepada masyarakat

sebagai kebutuhan atau penggunaan bahan bakar.

3. Gas yang lainnya adalah setelah melalui fasilitas proses akan

langsung dikirim meggunakan pipa sepanjang 8560 meter material

API-5L X52 (Diameter ø 20”, Sch. 40) dari Kawasan Industri

Maspion di Manyar melewati jalur bawah laut dan bawah tanah ke

PT. Pembangkitan Jawa Bali (PJB) di Gresik Jawa Timur.


2Anlisis sistem proteksi korosi untuk pipa Petroleum Gasmaterial API-5L X52 (ø 20”, Sch. 40, 8560m)

Khusus untuk jalur pipa gas dari Hess Indonesia Pangkah Ltd ke PJB

Gresik, yang menggunakan meterial API-5L X52 diameter ø 20” dengan

ketebalan 11,9mm / Schedule 40 yang melewati bawah laut dan bawah tanah

sepanjang 8560 meter. Telah dilakukan proteksi korosi pada pipa dengan

menggunakan lapisan coating wrapping tape Three Layer Polyethylene Coating

3LPE (2,9 mm) dan sistim proteksi Impressed Current Cathodic Protection

(ICCP).

Pada saat ini tegangan proteksi tidak tercapai sehingga perlu diadakan

analisis yang mendalam agar supaya proteksi korosi pipa menjadi bagus dan

bekerja normal kembali sesuai desain.

1.2 Perumusan masalah

1. Apakah desain arus proteksi katodik sudah optimal dan bekerja dengan

benar?

Hal ini harus dilakukan analisis yang mendalam untuk menentukan

proteksi katodik tersebut sudah tepat atau belum.

2. Mengapa tegangan proteksi pada ujung pipa menurun dibawah – 0,850

Volt DC?

Diperlukan kajian yang kongkret dan pengambilan data lapangan yang

komplit untuk menentukan langkah apa saja yang harus dilakukan

dengan terjadinya penurunan nilai proteksi katodik ini.



1.3 Tujuan penelitian

1. Untuk mengetahui kelayakan desain proteksi katodik pada pipa ø 20”

under ground dan under water yang dipakai untuk mensuplai

Petroleum Gas dari Hess Indonesia Pangkah Ltd di Manyar ke PT.

Pembangkitan Jawa Bali di Gresik sepanjang 8560 meter.

2. Untuk menganalisa dan megetahui penyebab turunnya tegangan pada

daerah ujung pipa (yang berlokasi di area Metering unit PJB Gresik)

1.4 Manfaat penelitian bagi perusahaan

1. Untuk membantu perusahaan memberikan informasi tentang masalah

yang terjadi pada pada pipa ø 20” under ground dan under water yang

dipakai untuk mensuplai Petroleum Gas dari plant ke PT.

Pembangkitan Jawa Bali di Gresik sepanjang 8560 meter.

2. Memberikan pilihan-pilihan jalan keluar masalah tersebut dengan

beberapa opsi dan pilihan terbaik kepada perusahaan

3. Membantu perusahaan untuk menganalisa waktu dan biaya yang tepat

dalam rencana perpaikan kedepan.

1.5 Manfaat bagi Perguruan tinggi

1. Penelitian ini dapat memperkaya referensi karya ilmiah dari

mahasiswa Fakultas Teknik Mesin, Universitas Gresik.

2. Meningkatkan daya saing perguruan tingi di tanah air.



1.6 Manfaat bagi Mahasiswa

1. Mempertajam kemampuan analisis dan berfikir secara sistimatis.

2. Berfikir secara praktis dan logika yang tepat.

3. Menambah pengalaman untuk mencari sumber masalah dan jalan

keluarnya yang sesungguhnya sering terjadi dalam industri.

1.7 Batasan masalah

1. Penelitian pada pipa under ground dan under water yang dipakai untuk

mensuplai Petroleum Gas dari Hess Indonesia Pangkah Ltd di Manyar

ke PT. Pembangkitan Jawa Bali di Gresik sepanjang 8560 meter

dengan menggunakan metaerial API-5L X52 (ø 20”, Sch. 40).

2. Kondisi tanah seragam.


5


BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1 DASAR-DASAR PROTEKSI KATODIK

A. Korosi metal (Metallic Corrision)

Korosi logam dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu korosi basah

(wet corrosion) dan korosi kering (dry corrosion). Korosi basah disebabkan oleh

kontak langsung antara permukaan logam dengan lingkungan korosif, misalnya

air laut, tanah, atau elektrolit korosif lainnya. Sementara korosi kering terjadi bila

permukaan logam untuk terkena ke atmosfer korosif atau atmosfer suhu tinggi.

Korosi kering tidak dapat dicegah dengan menggunakan sistem perlindungan

katodik.

Pada dasarnya, dalam proses korosi basah, akan ada banyak sel galvanik

mikro pada permukaan logam. Hal ini dapat disebabkan oleh karakteristik logam

yang berbeda (kimia / fisik), yang berbeda dari temperatur permukaan, dan

berbeda konsentrasi oksigen pada elektrolit. Pada setiap sel galvanik mikro, akan

ada bagian yang bertindak sebagai katoda dan anoda yang lainnya, di mana reaksi

elektrokimia akan berlangsung secara terus menerus. Potensi bagian katoda

menjadi lebih negatif, dan sebaliknya pada bagian anoda, karena itu arus galvanik

akan mengalir dari bagian anoda ke katoda sebagai bagian ion logam, sesuai

hukum Faraday. Di bagian lain, kata-kata yang bertindak sebagai anoda akan

menjadi terkorosi.



Berikut ini beberapa gambaran ilustrasi yang sering terjadi dalam proses korosi

yang biasanya terjadi pada pipa bawah tanah, perbedaan lingkungan, perbedaan

konsentrasi oksigen, perbedaan konsentrasi air, tanah yang tidak homogen dan

perbedaan material antara yang baru dan yang lama.

Gambar 2.1.1. Korosi sell dan jenis reaksi korosi Elekrokimia untuk baja dalamtanah / air

Gambar 2.1.2. Arus Korosi sell dari Anoda ke Katoda dalam tanah



Corrosion Cell Caused by Different

Environment


Oxygen Concentration


Water Concentration

Corrosion Cell Caused by Non

Homogenous Soil


Environments

Galvanic Corrosion Caused by New

and Old Pipeline

Gambar 2.1.3. Jenis korosi sell yang terjadi pada pipa baja tertimbun didalamtanah



B. Sistim Proteksi Katodik

Sistem perlindungan katodik adalah metode untuk mencegah

(menurunkan) laju korosi dengan memasok arus DC arah terbalik terhadap arus

korosi galvanik. Arus proteksi katodik akan mengalir dari material lain (bertindak

sebagai bagian anoda) ke struktur logam yang dilindungi, oleh karena itu semua

permukaan.logam.yang.dilindungi.seakan.menjadi.bagian.katoda.

Secara umum, perlindungan yang lebih baik dapat dihasilkan jika struktur

yang dilindungi memiliki lapisan yang baik, karena lapisan ini akan mengurangi

luas permukaan struktur logam yang secara langsung kontak dengan elektrolit

korosif. Oleh karena itu dapat mengurangi jumlah perlindungan yang dibutuhkan

saat ini dan juga biaya.

Ada dua metode untuk memasok perlindungan saat ini, pertama dengan

menggunakan Anoda Korban (Sarificial Anode) dan kedua dengan menggunakan

Injeksi Arus DC (Impression Current Cathodic Protection).

Gambar 2.1.4. Kurva Polarisasi Baja dalam lingkungan air netral



Gambar 2.1.5. Diagram Pourbaix Baja terendam dalam air

C. Sistim Anoda korban (System Sacrificial Anode)

Sistem anoda korban secara alami menghasilkan arus DC yang dihasilkan

dari pasangan galvanik antara logam harus dilindungi dan anoda korban itu

sendiri. Material yang akan digunakan untuk anoda korban adalah logam yang

secara alami memiliki potensial yang lebih negatif (lebih aktif), misalnya untuk

melindungi struktur baja dapat menggunakan (1) Magnesium alloy, (2) paduan

Aluminium, (3) paduan Seng. Anoda korban untuk terhubung langsung ke

struktur baja dilindungi, baik dengan pengelasan, dibaut, atau menggunakan

kabel, dan keduanya harus digabungkan.kedalam.elektrolit.yang.sama.

Anoda korban (lebih elektronegatif) menjadi bertindak sebagai anoda dan

akan dikonsumsi karena reaksi oksidasi logam menjadi ion (bentuk lebih lanjut

tergantung pada jenis lingkungan). Reaksi ini akan digabungkan dengan reaksi



reduksi pada permukaan baja yang dilindungi, yang menghambat / mengganti

reaksi korosi sebelumnya. Massa anoda korban akan dikonsumsi untuk mencegah

baja menjadi berkarat. Tingkat konsumsi anoda tergantung pada jenis paduan

anoda, perbandingan luas permukaan aktif antara anoda dan struktur dilindungi,

dan juga Kekorosifan lingkungan.

Gambar 2.1.6 Arus korosi yang terjadi pada Anoda korban (Pipa)



Gambar 2.1.7. Sistim proteksi pada Sacrificial Anode Cathodic Protection

(Structure / Steel)

D. Sistem Injeksi Arus DC (System DC Impressed Current)

Di dalam sistem Impressed Current, arus listrik disuplai dari sumber daya

DC eksternal, biasanya menggunakan transformator penyearah yang

mengkonversi satuan daya input AC menjadi output DC yang disesuaikan dengan

keperluan yang diinginkan. Sebagai bahan anoda biasanya menggunakan "inert"

(non-consumable/low rate consumable material). Impressed current anode

terhubung ke terminal positif unit penyearah transformator, sementara struktur

pipa yang untuk dilindungi dihubungkan ke terminal negatif. Tegangan DC yang

berbeda pada unit transformator rectifier akan menyebabkan mengalir arus DC

dari anoda ke surcafe struktur.yang.dilindungi.melalui.elektrolit.

Saat ini ada beberapa tipe impressed current anode, misalnya high silicon chrome

cast iron, mixed metal oxide, lead silver, platinized titanium, dll. Seleksi jenis



anoda arus cocok dengan kondisi struktur yang diproteksi dan juga lingkungan

(elektrolit).

Gambar 2.1.8. Arus korosi yang terjadi pada sistim Arus Injeksi



Gambar 2.1.9. Sistim proteksi Impressed Current Cathodic Protection

E. Sistim proteksi baja dalam tanah

Potensial logam yang dikembangkan ketika kontak / tenggelam / terkubur

dalam elektrolit (tanah, air, dll) disebutkan sebagai potensial alam dari logam itu.

Nilai potensial alam menunjukkan kemudahan / tingkat kesulitan dari logam yang

akan.terionisasi.pada.lingkungan.itu.

Potensial alami Baja karbon dalam air tanah / netral umumnya sekitar (-0,5

~ -0,8 volt), diukur dengan menggunakan elektroda standar Cu/CuSO4 (Tembaga

/ Copper Sulfat). Baja umumnya mempunyai potensial lebih positif, menunjukkan

tingkat tahan korosi yang lebih tinggi atau kondisi permukaan terkorosi lebih

tinggi. Daftar praktis untuk logam yang berada ditanah netral dan air bias dilihat

di Tabel 2.1.1.

Jika arus DC yang akan dipasok ke baja (pada dasarnya harus diberikan

dengan elektron), potensial logam menjadi bergeser menjadi lebih negatif. Nilai



potensial digunakan untuk kriteria perlindungan katodik. Baja dianggap

mempunyai tingkat perlindungan yang cukup tercapai jika potensi baja dapat

menurun sampai minimum -0,85 V vs Cu/CuSO4. Angka ini setara dengan -0,80

V vs Ag / AgCl jika diukur dengan menggunakan Ag / AgCl (Silver / Perak

Klorida) elektroda referensi atau setara dengan +0,25 V Zn vs, jika diukur dengan

menggunakan elektroda referensi Seng kemurnian tinggi.

(Kiri = Tidak terproteksi dan Kanan = Terproteksi)

Gambar 2.1.10. Pengukuran potensial Proteksi Katodik

Secara teoritis, lebih negatif potensial baja akan menghasilkan laju korosi

yang lebih rendah. Namun, potensial yang terlalu negatif juga dapat menyebabkan

kerusakan pada lapisan yang dilindungi dan dalam beberapa kasus, gas hydrogen

berevolusi.bisa.menyebabkan.embrittlement.(penggetasan).baja.



Berikut adalah nilai potensial perlindungan yang direkomendasikan untuk

pipa baja yang ditanam dalam tanah dilapisi oleh lapisan Three Layer

Polyethylene atau Polyethylene Tape Wrapping (Petroleum Gas Pipeline,

Condensate Pipe & Drain Pipeline):

Nilai potensial untuk pipa baja underground dengan coating 3LPE

Environment : Neutral Soil / Water

Reference

Electrode

Minimum (Positive Limit) Maximum (Negative Limit) #1

Cu/CuSO4 -0,85 V -2,00 V

Dibawah ini nilai potensial proteksi yang direkomendasikan untuk Stuktur Baja

dalam tanah / dalam air yang dilapisi / coating menggunakan cat epoxy / bare.

Nilai potensial untuk struktur baja underground dengan coating cat epoxy / bare

Environment : Neutral Soil / Water

Reference Electrode Minimum (Positive Limit) Maximum (Negative Limit) #1

Cu/CuSO4 -0,85 V -1,20 V

Ag/AgCl -0,80 V -1,15 V

Zinc +0,25 V -0,10 V



2.2 SISTEM OPERASI

A. SISTEM PROTEKSI ANODA KORBAN “SACP” (Sacrificial Anode

Cathodic Protection)

Sistim Proteksi SACP adalah sistim Proteksi Katodik yang bekerja

sendiri (self working Cathodic Protection system). Dalam keadaan normal,

tegangan pipa yang diproteksi tidak bisa diatur (sekalipun di Test Station

Box dipasang resistor), dan sangat tergantung dari desain, material anoda

korban dan kondisi dari struktur lapisannya (structure coating condition).

Apakah masih mampu untuk mensuplai arus yang dibutuhkan ke struktur

dan hasilnya harus diukur apakah mencapai batasan minimal proteksi atau

tidak.

Berikut ini contoh data sistim pipa bawah tanah yang diproteksi

menggunakan sistim SACP.

No Description LocationOutside

DiameterLength Coating Type

PipeOperating

Temperature

Closed Drain (DC/TD/WP) & Amine Drain (AD) Pipes

1 Pipe4” U/G 4.5” 865 mPE Wrapping

Tape 30C


Tape 30C


Tape 30C



1. Pengecekan Rutin

Pengecekan rutin dan penggantian anoda (jika diperlukan) harus

selalu dilakukan untuk mendapatkan keseluruhan struktur tetap selalu

terproteksi dengan baik. Seorang operator / tehnisi harus melakukan

pengecekan rutin sbb:

a) Pengukuran potensial pipa yan diproteksi.

Gambar 2.2.1. Pengukuran potensial pipa ke tanah

1) Cek dan catat semua hasil pengukuran anode dan kabel yang

tehubung ke pipa yang diproteksi yang berada di semua Test

Station Box, diukur menggunakan portable DC Volt meter dan

portable Cu/CuSO4 Ref. Cell. (Copper / Copper Sulphate

Reference Electrode).



2) Taruh portable Cu/CuSO4 di tanah yang basah, dan ujung

kabelnya disambungkan ke negative pole nya (warna hitam)

portable DC Volt meter, dan kemudian kabel positive pole nya

(warna merah) disambungkan ke terminal Pipa di Test Station

Box.

3) Yang terbaca dari pengukuran adalah POTENSIAL PIPA

YANG DIPROTEKSI dilokasi tersebut.

4) Catat semua hasil pengukuran dan disimpan sebagai dokumen

referensi.

b) Mengukur Potensial Dasar Pipa yang diproteksi (Pipe

Natural Potential):

1) Melepas kabel jumper (Resistor) yang menghubungkan antara

terminal pipa dan terminal anode di Test Station Box.

2) Ukur menggunakan portable DC Volt meter dan portable

Cu/CuSO4 Ref. Cell. (Copper / Copper Sulphate Reference

Electrode).




(warna merah) disambungkan ke terminal Pipa di Test Station

Box.



4) Yang terbaca dari pengukuran adalah POTENSIAL DASAR

PIPA dilokasi tersebut.


referensi.

c) Mengukur Potensial Dasar Anode:



2) Ukur menggunakan portable DC Volt meter dan portable

Cu/CuSO4 Ref. Cell. (Copper / Copper Sulphate Reference

Electrode).




(warna merah) disambungkan ke terminal Anode di Test

Station Box.

4) Yang terbaca dari pengukuran adalah POTENSIAL ANODE

dilokasi tersebut.


referensi.

d) Mengukur keluaran Arus Anode:



2) Ukur menggunakan portable DC milli Ampere meter.



3) Sambungkan kabel positive pole nya (warna merah) dari

portable DC milli Ampere meter ke kabel pipa dan kemudian

kabel positive pole nya (warna merah) disambungkan ke

terminal Anode di Test Station Box.

4) Yang terbaca dari pengukuran adalah ARUS KELUARAN

ANODE dilokasi tersebut.


referensi.

Bandingkan semua hasil pengecekan tersebut diatas dengan hasil

pengecekan yang sebelumnya. Normalnya nilai potensial pipa yang di proteksi

dan nilai potensial dasar anode tidak akan berbeda banyak dalam jangka waktu

selama periode tiga bulan. Variasi hasil bacaan (penambahan / penurunan)

seharusnya hanya disebabkan oleh perbedaan kondisi pentanahan (basah / kering /

panas / dingin) dan juga posisi dari sell referensi.

Contoh form lembar pengecekan rutin tiga bulanan untuk sistim pipa

bawah tanah yang diproteksi menggunakan sistim SACP bisa dilihat di Form

2.2.1

2. JAWAL PENGECEKAN BERKALA

Pengecekan secara berkala (pengukuran di Test Station Box)

direkomendasikan dilakukan setiap tiga bulanan.



B. SISTIM PROTEKSI ICCP (Impressed Current Cathodic Protection)

Sistem proteksi ICCP (Impressed current cathodic protection) adalah

sistem Proteksi Kotodik yang bisa diatur. Keluaran DC (DC Output Voltage &

Current) dari Panel Kontrol diatur secara Manual atau secara Otomatis untuk

mempertahankan tingkat pipa potensial terlindungi. Untuk pengecekan secara

teratur dan penyesuaian (jika diperlukan) hal ini dilakukan untuk mempertahankan

system proteksi bekerja dengan baik. Operator perlu melakukan pemeriksaan dan

penyesuaian.

1. Pengecekan Awal

a) Periksa dan catat kondisi operasional dari Panel ICCP (DC Output

Voltage, DC Output Current, Pipe Potential).

b) Bandingkan pembacaan saat ini dengan pembacaan

sebelumnya, dalam kondisi normal:

1) Jika panel dioperasikan dalam mode Manual-Constant

Current, Arus DC output saat ini akan menjadi sekitar konstan,

sedangkan Tegangan DC dan Potensi Pipa tidak akan

berfluktuasi banyak (misalnya variasi kurang dari 5%).

2) Jika panel dioperasikan dalam mode Manual-Constant

Voltage, Tegangan DC output akan menjadi sekitar konstan,

sementara arus DC dan Potensi Pipa tidak akan berfluktuasi

banyak (misalnya variasi kurang dari 5%).



3) Jika Panel dioperasikan dalam Mode Automatic, potensi Pipa

akan mendekati konstan (dalam variasi -100 mV sampai

dengan + 100 mV dari nilai potensi preset), sementara Arus

dan Tegangan DC tidak akan berfluktuasi banyak (misalnya

variasi kurang dari 5 % dari preset) dalam kondisi seperti itu,

sistem ICCP bekerja dengan baik dan tingkat potensi pipa

akan menjadi sekitar sama dengan sebelumnya.

c) Jika kondisi pengecekan nilainya mirip dengan kondisi pengecekan

yang sebelumnya, sistem ICCP bekerja dengan bagus dan dalam

kondisi operasi normal.

d) Namun, jika ada banyak yang berbeda antara Arus DC, Tegangan

DC, dan pembacaan Potensial Pipa (Kenaikan / penurunan), itu

menunjukkan adanya masalah dalam sistem ICCP. Bisa jadi ada

"short circuit" antara pipa yang dilindungi dan pipa di atas tanah,

struktur atau kabel negatif / positif ICCP putus / rusak, atau

masalah dalam anoda ICCP groundbed. Jika ada masalah dengan

"short circuit" maka harus dilakukan troubleshooting (pencarian

masalah) untuk mencari tahu masalah yang terjadi pada sistem

proteksi katodik.

2. Pengecekan Komplit

a) Mengecek dan mencatat kondisi operasi Panel Kontrol (Tegangan

keluaran DC, Arus keluaran DC, Potensial Pipa).

b) Mengecek besarnya potensial di semua Test Station Box.



c) Jika dalam pengecekan di Test Station Box ditemukan ada indikasi

penurunan dari nilai potensial pipa, maka kondisi operasi dari Panel

ICCP harus di adjust (disesuaikan) sampai nilai di semua Test

Station Box menunjukkan kriteria normal seperti sebelumnya. Ikuti

prosedur “Manual for resetting the DC Current / DC Voltage (in

Manual Mode) or Pipe Potential (Automatic Mode)”.

d) Jika ditemukan ada perubahan yang signifikan dari nilai kriteria

proteksi sehingga nilai minimum proteksi pipa tidak tercapai,

meskipun Panel ICCP telah di adjust maximal. Ini berarti telah

terjadi “short” (arus pendek) antara pipa underground yang

diproteksi dengan pipa above ground / structure atau terjadi

kerusakan kabel negative / positive nya system ICCP.

Troubleshooting (pencarian masalah) harus segera dilakukan untuk

mencari masalah yang terjadi pada system Proteksi Katodik.

Contoh form lembar pengecekan rutin tiga bulanan untuk sistim pipa bawah

tanah yang diproteksi menggunakan sistim ICCP, dapat dilihat di Tabel 2.2.2

3. Jadwal Pengecekan.

a). Pengecekan khusus (pada Panel ICCP) direkomendasikan dilakukan

mingguan (satu minggu sekali) dan dilakukan oleh operator / teknisi

yang berpengalaman.

b) Pengecekan secara komplit (Panel ICCP, Test Station Box dan

Positive/Negative Junction Box) direkomendasikan minimal setiap

tiga bulan sekali.



2.3 MATERIAL PIPA (API 5L X52)

Yang dimaksud dengan material API 5L X52 adalah:

A. API adalah kependekan dari American Petroleum Institute, yaitu

standarisasi yang digunakan sebagai acuan untuk industri

perminyakan dan gas bumi.

B. API spec 5L adalah berisi standard spesifikasi untuk pipa yang

bisa dipakai untuk pengiriman gas, air dan minyak didalam gas

alam dan industri perminyakan.

C. API spec 5L juga mencakup tentang pipa baja tanpa pengelasan

(seamless) dan pipa baja dengan pengelasan (welded). Juga

termasuk (plain-end, threaded-end, and belled-end pipe, as well as

through-the-flowline (TFL) pipe), dan pipa yang ujung pipanya

dipersiapkan untuk digunakan dengan sepesial kopling.

D. Grade X 52 adalah mempunya minimum yield strength 52000 PSI

dan Grade X 66 mempunyai minimum ultimate tensile strength

66000 PSI.

Selain dari hal tersebut diatas persyaratan keselamatan tertentu

juga harus diperhitungkan sesuai peraturan negara dan kondisi didaerah

yang didasarkan pada kedekatannya dengan pemukiman penduduk dan

industri lainnya yang terkait.

Daftar tabel grade dari material pipa dan yield strength dapat

dilihat di Tabel 3.2.1 dan Tabel 3.2.2



2.4 JENIS ISOLASI

Jenis Isolasi menggunakan 3LPE seperti berikut:

3LPEThree Layer Polyethylene Coating

1. Fusion Bonded Epoxy2. Copolymer Adhesive3. Polyethylene

Bredero Shaw is the world’s leading provider of Three Layer PolyethyleneSystems (3LPE). Bredero Shaw’s 3LPE System is a multilayer coating composedof three functional components. This anti-corrosion system consists of a highperformance fusion bonded epoxy (FBE) followed by a copolymer adhesive andan outer layer of polyethylene which provides tough, durable protection. 3LPESystems provide excellent pipeline protection for small and large diameterpipelines with moderate to high operating temperatures.

Long Term Corrosion Protection

The FBE component provides excellent adhesion to steel, providingsuperior long term corrosion resistance and protection of pipelinesoperating at moderate temperatures.

Excellent resistance to cathodic disbondment which reduces the total costof cathodic protection during the operation of the pipeline.



Engineered Solutions

Advanced manufacturing techniques allow the 3LPE System to becustomized to your specific project.

Can be applied to pipe diameters from 51 mm (2”) to over 1220 mm(48”).

Can be applied in a wide range of thicknesses to cost effectively meet uniqueproject specifications and performance requirements

Very Good Mechanical Protection

The tough outer layer of PE protects pipelines during transportation andinstallation thereby reducing costly repairs while also providing added in-ground protection against shear forces, chemicals and abrasive soilconditions.

By increasing the thickness of the PE outer layer, the 3LPE System canprovide a high level of mechanical protection across many diverseenvironments without requiring the use of costly select backfill.

Global Availability

Can be manufactured in a single plant or in multiple coating plants toimprove project logistics.

High capacity within the Bredero Shaw plant network allows the client to benefitfrom single source advantages, providing more cost effective management of pipecoating needs.

Oil & GasPipelines

Large DiameterPipelines

Small DiameterPipelines

WaterworksPipelines

• CSA Z245.21-02 • AS 1518

• DIN 30670 • ISO 9001:2008

For additional standards and specifications with which this productcomplies,please contact your Bredero Shaw representative.



CAPABILITY/PROPERTY 3LPE

Minimum Pipe Diameter 51 mm (2”)

Maximum Pipe Diameter 1220 mm + (48”+)

Minimum Pipe Length 5.5 m (18’)

Maximum Pipe Length 24.4 m (80’)

Minimum Recommended Operating Temperature -40°C (-40°F)

Maximum Recommended Operating Temperature 85°C (185°F)

Values shown are typical and may vary from plant to plant.Consult Bredero Shaw for special requirements.



Standard pemasangan isolasi pada pipa

Standard pemasangan tersebut diatas banyak dipakai sebagai standardpemaasangan di beberapa Negara seperti dibawah ini:

North AmericaFontana, CaliforniaPearland, Texas

Latin AmericaMonterrey, MexicoVeracruz, MexicoBelo Horizonte, Brazil

EMARLeith, ScotlandOrkanger, NorwayJubail, Saudi ArabiaRas Al Khaimah, UAE

Asia PacificRayong, ThailandKuantan, MalaysiaKabil, Batam Island, IndonesiaKembla Grange, Australia


29


BAB III METODE PENELITIAN

3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan pada pipa ø 20” schedule 40 sepanjang

8560 meter untuk mengirimkan Gas Petroleum dari Hess Indonesia

Pangkah Ltd yang berlokasi di Kawasan Industri Maspion, Jl. Beta

Maspion, Manyar Gresik, sampai ke PT. Pembangkitan Jawa Bali (PJB) Jl.

Harun Thohir Gresik, yang dilakukan pada bulan Januari 2012.

UniversitasUniversitas GresikGresikFasilitas Produksi HESS

HESSHESS

PipaPipa øø 2020””, Sch. 40, 8560m, API, Sch. 40, 8560m, API--5LX2, 3LPE5LX2, 3LPE

Gambar 3.1.1. Lokasi Penelitian



3.2 ALUR PENELITIAN

Gambar. 3.2.1 Alur Penelitian

Mulai

Observasi Pendahuluan

Identifikasi masalah Perumusan masalah Tujuan penelitian

Kajian Pustaka

Pengumpulan data

Perhitungan desain

Pengukuran di lapangan

Analisa penyebab masalah

Kesimpulan dan saran

Selesai



3.3 JENIS PENELITIAN DAN PERMASALAHANNYA

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui permasalahan yang

terjadi pada jalur pipa gas petroleum underground dan underwater

material API 5L X 52 (ø 20”, Sch 40, 8560m dengan lapisan coating

3LPE) yang diproteksi menggunakan sistim ICCP (Impession Current

Catodik Protection). Jalur pipa dari Hess Indonesia Pangkah di Manyar

sepanjang 8650 meter menuju ke Hess Metering unit yang berlokasi di PT.

PJB di Gresik pada saat ini tegangan proteksi minimalnya (-0,85 Volt DC)

dipoin akhir tidak tercapai, sehingga diperlukan pencarian penyebab

masalah (troubleshooting).

Sisitim ICCP ini telah beropersai dengan bagus sesuai desain

selama lima tahun mulai Juni 2007 dan bekerja tanpa ada masalah yang

berarti. Kemudian pada bulan Januari 2012 sewaktu dilakukan pengecekan

rutin tiga bulanan, diketahui telah terjadi ganguan yang serius di sistim

ICCP sehingga kejadian ini dilaporkan ke management perusahaan. Sesuai

prosedur maka management perusahaan mengeluarkan Work Order

(perintah kerja) untuk menindak lanjuti kasus tersebut.

Masalah tersebut harus dilakukan pengecekan yang mendalam

untuk mengetahui dimanakah terjadinya “SHORT” atau hubungan pendek

apakah di pipa, Insulation Flange, atau penyebab lainnya yang

mengakibatkan jalur pipa yang seharusnya terproteksi menjadi tidak

terproteksi.



3.4 METODA TROUBLESHOOTING UNTUK PROTEKSI ANODA

KORBAN

Berikut ini adalah metoda yang dipakai untuk troubleshooting jika

terjadi masalah pada proteksi pipa jenis Anoda Korban / Sacrificial Anode.

Jika secara keseluruhan nilai proteksi pipa tiba-tiba berkurang signifikan

jika dibandingkan dengan hasil pengukuran yang sebelumnya, investigasi

yang lebih detil harus dilakukan. Kebanyakan masalah tersebut biasanya

disebabkan oleh “SHORT” condition (terjadi hubung singkat) antara pipa

bawah tanah yang diproteksi dengan material metal yang tidak diproteksi

(termasuk dengan grounding bare copper yang ditanam). Kebanyakan dari

kemungkinan yang terjadi adalah adanya kerusakan yang terjadi pada

insulation flange kits. Hal ini karena adanya kerusakan pada insulating

sleeve, hilang atau pemasangan yang salah pada insulation washer, atau

terjadi kerusakan pada insulation gasket. Pengukuran harus dilakukan

keseluruh Insulation Flange pada keadaan seperti dibawah ini:

1. Pengukuran dilakukan menggunakan portable DC Volt meter di kedua

belah sisi flange.

2. Perbedaan tegangan (voltage) antara kedua sisi flange (yang diproteksi

dan bagian yang tidak diproteksi) adalah mengindikasikan bagus

tidaknya kondisi insulation flange. Insulation Flange dalam kondisi

bagus jika perbedaan tegangannya minimal 150 milli Volt lebih

negative jika dibandingkan dengan yang tidak diproteksi.



3. Pengukuran resistance (tahanan) juga harus dilakukan antara masing-

masing baut dan antara kedua sisi flange. Insulating Washer dan

Insulating Flange dinyatakan dalam kondisi bagus jika nilai bacaannya

minimal 10 kilo Ohm.

4. Jika terjadi “short” (hubung singkat) pada insulating flange harus

segera diadakan perbaikan, untuk mengembalikan sistim SACP bagus

kembali seperti kondisi seperti semula.

Dikarenakan pada umumnya sistim proteksi katodik pipa bawah tanah

adalah interkoneksi dengan anode bounding (termasuk juga bounding nya Test

Station Box), dan dikarenakan semua grounding struktur juga interkoneksi dengan

plant grounding system, maka jika terjadi “short” di salah satu Insulating Flange

maka akan berdampak pada keseluruhan sistim SACP. Dengan demikian maka

tidaklah mudah untuk mencari Insulating Flange manakah yang mengalami

“short”.

Pencarian masalah (troubleshooting) harus segera dilakukan jika terjadi

hasil bacaan yang tidak normal.



3.5 METODA TROBLESHOOTING UNTUK PROTEKSI ICCP

Berikut ini adalah metoda yang dipakai untuk troubleshooting jika

terjadi masalah pada proteksi pipa jenis Impression Curent Cathodic

Protection (ICCP)

1) Jika ditemukan ada perubahan pembacaan yang signifikan di Panel

ICCP (kenaikan yang besar pada Tegangan dan Arus DC atau

penurunan yang besar pada Potensial Pipa).

a) Pertama check Panel ICCP nya.

b) Buka pintu depan Panel ICCP.

c) Menggunakan Multimeter portable ukur Tegangan AC Input,

pastikan Tegangan AC Input normal (230V AC +/- 10%,

50Hz).

d) Mengukur Tegangan DC antara Positive dan Negative

terminal, pastikan bacaannya sesuai dengan Tegangan DC

yang ada di Panel meter.

e) Mengukur Arus DC menggunakan DC mili volt meter di

Shunt Resistor (60mV = 60A), kemudian hitung dan pastikan

hasil perhitungannya sama dengan yang ada di DC Amps

Panel meter. Jika memungkinkan diukur juga menggunakan

portable DC Clamp Meter sebagai pembanding hasil

bacaannya. Jika terjadi perbedaan bacaan yang besar, hal ini

berarti ada masalah dengan Digital Meter yang ada di Panel

Meter, Digital Meter harus diganti dengan yang bagus.



2) Check kondisi Fuse (sekering) untuk AC Input, DC Output dan

Diode). Jika ada fuse yang putus maka Panel ICCP akan terganggu

operasinya.

3) Turn Off (matikan) Panel ICCP, dan kemudian ukur Tegangan di

Terminal Negative menggunakan portable Cu/CuSO4 reference cell.

Jika bacaan dari natural pipe potential menunjukkan (-0.5 ~ -0.7

Volts vs CSE), hal ini mengindikasikan bahwa Kabel utama

Negative antara ICCP Panel dan Pipa tidak ada yang putus atau

rusak. Perlu diketahui jika bacaanya sekitar (-0.1 ~ -0.3 Volts vs

CSE), ini mengindikasikan bahwa Kabel utama Negative terjadi

kerusakan atau putus karena bacaan tersebut adalah untuk natural

potensal dari Cooper metal. Kemudian check kabel continuity

menggunakan portable Ohm meter dan sambungan kabel yang

panjang, hal ini unutk memastikan kabel putus atau tidak.

4) Dalam kondisi Panel ICCP Off, ukur tahanan antara terminal pipa

(negative), terminal anoda (positive) dengan terminal pentanahan

(Grounding). Semua hasil bacaan tersebut haruslah mempunyai

tahanan yang sangat tinggi (dalam kisaran Mega Ohm) hal ini untuk

mengindikasikan tidak ada hubungan pendek (short) diantara

komponen-komponen diatas. Jika dalam pengukuran tersebut ada

ditemukan nilai tahanannya yang rendah (dalam kisaran Ohm)

diantara pipa yang diproteksi dan pentanahan (grounding), hal ini

mengindikasikan bahwa ada hubungan pendek (short) diantara pipa

bawah tanah yang diproteksi (underground) dengan pipa / material



lainnya yang berada di atas tanah (uperground) / yang tidak

diproteksi.

5) Dalam hal yang seperti ini, harus diadakan pengecekan secara visual

dan diukur semua tahanan Insulation Flange nya. Kemudian harus

segera diperbaiki semua kondisi yang tahanannya rendah (short).

6) Jika tidak disebabkan oleh adanya pekerjaan konstruksi baru

(kususnya yang berhubungan dengan pekerjaan penggalian tanah

atau ada pekerjaan modifikasi pipa), maka telah terjadi kerusakan

kabel (bisa jadi kabel positive anode dan bounding antara pipa)

tetapi hal seperti ini jarang sekali terjadi. Perlu diketahui sebenarnya

hal ini bisa dilakukan dengan mengadakan pengecekan aliran

arusnya menggunakan portable DC Clampmeter dijalur kabel

tersebut atau di Shunt Resistor (yang terpasang di Positive /

Negative Junction Box). Kalau terjadi kerusakan kabel hal ini

diindikasikan oleh hasil bacaannya yaitu nol ampere (cek

menggunakan As Built Drawing). Penggalian harus dilakukan untuk

mengetahui kerusakan kabel yang terjadi dan juga untuk

memperbaiki kabel di lokasi tersebut.

7) Pembacaan yang tidak normal di Test Station Box (kebanyakan

terlalu rendah dan tidak setabil) juga kemungkinannya disebabkan

oleh rusaknya sambungan measurement kabel di lokasi pipa yang

diproteksi (kabel terputus atau kabel tertarik disebabkan rusaknya

sambungan cadweld). Untuk memastikan hal ini, cek kembali nilai

potensialnya di dekat sambungan kabel tersebut.



8) Gangguan yang bersifat sementara kadang-kadang juga disebabkan

oleh pekerjaan pengelasan yang dilakukan didekat area pipa yang

diproteksi. Pembacaan berfluktuasi (bisa jadi di Panel ICCP dan

semua Test Station Box) dapat terjadi selama pekerjaan pengelasan

berlangsung. Setelah pekerjaan pengelasan selesai maka sistim

ICCP akan normal kembali, gangguan seperti hal tersebut tidak akan

mengakibatkan kerusakan pada sistim ICCP. Perlu diketahui dan

diperhatikan bahwa jangan penah menggunakan pipa yang

dilengkapi proteksi katodik dipakai untuk menyambung grounding

system dari mesin las.

9) Diperlukan pengawasan sepesial jika ada pekerjaan pengelasan yang

berlangsung pada pipa yang diproteksi katodik. Lebih baik Panel

ICCP dimatikan sewaktu ada pekerjaan pengelasan pada pipa, hal

ini untuk menghindari adanya pelepasan arus balik yang besar

(reverse discharge current) yang dapat merusak komponen pada

Panel ICCP.

Pencarian masalah (troubleshooting) harus dilakukan langsung

(secepatnya) jika terjadi pembacaan yang tidak normal, meskipun sudah

dilakukan penyesuaian pengaturan (adjustment) di Panel ICCP.



3.6 METODA PENGECEKAN INSULATION FLANGE

Untuk memverifikasi performance dari insulation flange, hal ini

dapat dilakukan dengan pengujian dengan metoda "resistor" yang

diinjeksikan menggunakan arus DC yang konstan dan kemudian diukur

voltage drop / penurunan tegangan DC diantara flange. Resistansi dapat

dihitung dengan membagi tegangan drop dengan arus injeksi. Semakin

tinggi nilai resistansi akan menunjukkan kinerja insulation flange masih

bagus, dan sebaliknya semakin rendah nilai resistansi akan menunjukkan

kinerja insulation flange adalah jelek.

Gambar 3.6.1. Gambar rangkaian pengetesan Insulation Flange.



Rangkaian listrik diatas dapat diformulasikan seperti dibawah ini:

VI = ———————————— Rv + Rcp + Rf + Rp + Rcn

Dimana

I = Aliran Arus didalam sirkuit (Ampere) bervariasi

V = Tegangan sumber dari battery (Volt) konstan

Rv = Resistance dari variable resisitor (Ohm/Ω) konstan

Rcp = Resistance dari kabel positip (Ohm/Ω) kecil/diabaikan

Rf = Resistance dari Flange (Ohm/Ω) bervariasi

Rp = Resistance dari Pipa (Ohm/Ω) kecil/diabaikan

Rcn = Resistance dari kabel negatip (Ohm/Ω) kecil/diabaikan

Dari rumus di atas,akan terlihat, fungsi dari Insulation Flange terlihat

bagus jika flange resistensi (Rf) akan tinggi, dan karena itu arus yang mengalir

akan menajdi kecil. Dan sebaliknya, jika kinerja flange rendah, resistansi flange

juga akan rendah sehingga aliran arus menjadi tinggi.

Metode di atas diambil berdasarkan Standar NACE RP 0200-2000,

Standard Recommended Practice Steel-Cased Pipeline Practices, Appendix-B.2

Internal Resistance Test (Attachment-4). Aslinya, metode ini diambil untuk

pengujian setiap ada "short" kondisi antara pipa bawah tanah dan baja casing di

perlintasan jalan. Hal ini direkomendasikan jika hasil perhitungan kurang dari 0,01

Ω (= 10 milli Ω), casing dan pipa dianggap sebagai kondisi "short". Kriteria yang

sama akan digunakan dalam permasalahan ini.



Perlu adanya tambahan pengukuran voltage drop dari pipa (seperti Current

Span Metode) akan diambil untuk menentukan arah arus yang mengalir, yaitu arus

melalui flange atau tidak melalui flange. Oleh karena itu, penyebab "short" dapat

dikonfirmasikan.

Skematik dari pengetesan Insulation Flange dapat dilakukan seperti

digambarkan di bawah ini:

Gambar 3.6.2. Gambar sekema pengetesan Insulation Flange.

Langkah-langkah pengetesan dilakukan sebagai berikut:

1. Pertama, sebelum injeksi arus dilakukan, mengukur Tegangan Drop pipa

antara setiap titik dengan menggunakan DC Millivoltmeter. Dalam setiap

pengukuran, kabel tes positif harus dihubungkan ke titik pertama dan

kabel tes negatif harus dihubungkan ke titik yang kedua (misalnya VA-B,



kabel tes positif untuk titik A dan kabel tes negatif ke titik B). Oleh

karena itu arah arus dapat didefinisikan dengan baik positive (+) ke

negative (-)

2. Ukur potensial pipa alami ke potensial tanah (tidak ada arus yang

diinjeksi) dengan menggunakan portable Cu/CuSO4 sel referensi dan DC

meter volt di Point A, B, C, D, E, F dan G. Dalam kesemua pengukuran,

kabel tes negatif harus dihubungkan ke portable Cu/CuSO4 referensi sel,

sedangkan kabel tes positif adalah untuk mengukur pada pipa.

3. Baterai 12Vdc dirakit dengan variabel resistor dan kabel tes seperti

gambar di atas. Sisi negatif terhubung ke terminal di Test Station Box

164-CPTB-109 (pipa bawah tanah), dan sisi positif terhubung ke titik

negative (- A) pipa atas tanah.

4. Mengukur arus yang mengalir pada kabel positif dan negatif dengan

menggunakan DC Clampmeter.

5. Ukur tegangan drop antara flange (VA-B) dengan menggunakan DC

Milivoltmeter. Resistance flange dapat dihitung dengan membagi

Tegangan Drop (VA-B) dengan arus yang mengalirkan (I).

6. Ukur tegangan drop (VC-D, VC-E, dan VF-G) untuk mengidentifikasi

arah arus pada pipa. Jika tegangan drop dihasilkan dari titik C ke titik E

dan tidak ada tegangan drop yang ada dari titik F ke titik G, maka

tentunya arus telah melewati melalui flange dan tidak melalui struktur

metalik bawah tanah lainnya, sesuai diduga sebelumnya. Namun jika

tegangan drop berasal dari antara titik F ke titik G dan tidak ada tegangan

drop yang ada antara titik C ke titik E, maka dapat dipastikan arus



mengalir melalui struktur logam asing bawah tanah, bukan melalui flange

yang dicurigai. Besarnya penurunan tegangan pipa harus kira-kira sesuai

perhitungan (Pipa Diameter luar 20 ", Tebal pipa 0,469", tegangan drop

pipa sekitar 0,010 mV / m panjang dengan arus yang mengalir 1 Amps).

7. Mengukur potensi pipa dengan menggunakan portable Cu/CuSO4

referensi sel dan DC volt meter di Point A, B, C, D, E, dan G. Nilai yang

terukur harus sesuai dengan tegangan drop yang diukur melalui flange.

8. Mengubah koneksi baterai dengan sisi positif terhubung ke titik - B (pipa

bawah tanah).

9. Ulangi langkah pengukuran 4 - 7 untuk memeriksa apakah pengukuran

sebelumnya sudah benar.

10. Mengubah koneksi baterai dengan sisi positif ke masing-masing baut dan

kemudia mengukur arus dengan menggunakan DC Clampmeter. Jika ada

arus dapat mengalir, itu berarti bahwa baut short ke flange (baik karena

sleeve atau washer). Dan ukur sebaliknya, jika tidak ada arus sama sekali,

itu berarti insulation sleeve dan washer dalam kondisi bagus (tidak short

sama sekali).

11. Sebagai perbandingan, tes serupa dilakukan untuk Insulation Flange di

Hess Metering Area (IF-5). Insulation Flange telah dikonfirmasi sebagai

"tidak short", karena dapat memberikan tegangan yang berbeda

signifikan dan resistance antara bawah tanah dan sisi atas tanah.

Pengujian yang lainnya telah dilakukan dengan menggunakan sistim

injeksi ICCP yang sudah terpasang dari plant Hess di Manyar, dengan



menghubungkan kembali kabel untuk bagian pipa ini di Junction Box 164-

CPJB-104. Tes ini akan menunjukkan secara singkat, yang mengarah

insulation flange itu bermasalah. Normalnya insulation flange dapat

dinyatakan bagus jika terdapat minimal 100 mV tegangan yang berbeda

antara sisi yang dilindungi (bawah tanah, lebih negatif) dan sisi tidak

dilindungi (di atas tanah, kurang negatif), sesuai yang direkomendasikan oleh

ISO Standard 15589-1 Petroleum and Natural Gas Industries-Cathodic

Protection of Pipeline transportation systems- Part 1: On-Land Pipelines,

Annex-A, Point A.3.2. Nilai yang sama juga direkomendasikan oleh NACE

Standard RP 0200-2000, Standard Recommended Practice Steel-Cased

Pipeline Practices, Appendix-B.1 Potential Survey (Attachment-4). Dalam

beberapa kasus, jika ada kerugian arus melalui struktur lain logam atau sistem

grounding, juga dapat dideteksi. Potensial dari struktur logam yang kontak

dengan pipa yang dilindungi akan bergeser lebih negatif sesuai dengan pipa itu

sendiri. Arus yang tinggi harus diinjeksikan (dan rugi), pergeseran potensial

yang lebih besar ke struktur yang kontak dengan metalik. Aliran arus lainnya

yang melalui kabel grounding juga dapat diukur pada setiap sambungan kabel

grounding. Arah aliran arus harus menuju "titik short" dan kembali ke Panel

ICCP.



3.7 VARIABEL PENELITIAN

Luas area yang akan diproteksi (m²)

Arus proteksi yang diperlukan (Amper)

Jumlah Anode yang diperlukan (Set)

Tahanan Pentanahan / Groundbed (.cm)

Tahanan Kabel / Cable resistance ()

Rugi tegangan kabel / Cable voltage drop (Volt)

Tegangan yang diperlukan untuk Rectifier (Volt)

Desain kapasitas Rectifier (Volt/Amper)

Distribusi potensial / Attenuation calculation

Diameter pipa 20”

Jenis isolasi 3LPE

Panjang pipa 8400 meter

Ketebalan pipa 11,9 mm

Kedalaman pipa dalam tanah -3 meter


45


BAB IV

ANALISIS PEMBAHASAN MASALAH

4.1 PEMBAHASAN UMUM

Perlu diketahui bahwa sistim ICCP (Impression Current Cathodic

Protection) untuk jalur pipa Gas Petroleum (ø 20”, Sch. 40, 8560m

dengan material API 5L X 52 yang dilapisi coating 3LPE) dari Hess

Indonesia Pangkah di Manyar menuju ke Hess Metering unit yang

berlokasi di area PT. PJB di Gresik, pada saat ini tegangan proteksi

minimalnya (-0,85 Volt DC) dipoin akhir tidak tercapai. Semua hasil

pengecekan yang telah dilakukan pada bulan Januari 2012, diindikasikan

adanya Insulating Flange (IF-6) di point akhir PJB area telah terjadi

hubung singkat “short” sebagai penyebab utama. Penelitian ini pada

dasarnya untuk memastikan penyebab “short” tersebut berasal dari

Insulating Flange (IF-6) di area PJB atau mungkin disebabakn oleh faktor

yang lainnya (seperti: terjadi kontak dengan struktur metal bawah tanah

yang lainnya), sebagai dasar metoda perbaikan yang akan dilakukan sesuai

dengan temuan sumber masalahnya.



4.2 PERHITUNGAN DESAIN PROTEKSI KATODIK (ICCP)

A. Area yang akan diproteksi

Area yang akan diproteksi dapat dikalkulasikan sebagai berikut:

A=π x D x L x Cb (Underground pipe line)

Dimana:A = Area yang akan diproteksi (m²)D = Diameter pipa luar (m)L = Panjang pipa (m)Cb = Estimasi Final Coating breakdown (5%)

A = π x 0,508 x 8400 x 5%

= 670,29 m²

B. Arus proteksi yang diperlukan

Arus yang diperlukan untuk memproteksi pipa dapat dikalkulasikan

sebagai berikut:

Ip = A x Cd

Cd = Cd30 + Cd30 x (Tp – 30) x i/10

Dimana:

Ip = Arus proteksi yang diperlukan (Amper)

A = Area yang akan diproteksi (m²)

Cd30 = Bare steel current density di 30°C (20mA/ m²)

i = Increment bare steel current density di temp. >30°C (25% / 10C)

Tp = Rata-rata temperature di jalur pipa (°C)

Cd = Bare steel current density di Tp°C (mA/ m²)



Hasil perhitungannya adlah sebagai berikut:

Cd = Cd30 + Cd30 x (Tp – 30) x i/10

= 0.030 + 0.030 x 1 x 1

= 0.060 mA/ m²

Ip = A x Cd

= 670.29 x 0.060

= 40.22 Amper

C. Jumlah Anode yang diperlukan

Jumlah Anode yang diperlukan berdasarkan total arus proteksi

yang diperlukan dan desain keluaran arus individu dari setiap Anode,

dapat di formulakan sebagai berikut:

N = I x SF / Ia

Dimana:N = Jumlah Anode ynag diperlukan (Buah)I = Total arus proteksi yang diperlukan (Amper)SF = Safety Factor (1.25)Ia = Desain keluaran arus dari setiap Anode (5 Amper)

Dan perhitungannya adalah sebagai berikut:

N = I x SF / Ia

= 41.35 x 1.25 / 5

= 10.34

= Dibulatkan menjadi 12 buah Anode



D. Tahanan Pentanahan / (Groundbed Resistance)

Anoda groundbed telah direncanakan untuk pemasangan secara

berjejer (parallel) secara tegak lurus (vertical). Tahanan pentanahan pada

Groundbed yang dipasang berjejer vertical dapat dikalkulasi menggunakan

formula sebagai berikut:

ρ 8 x L 2 x LRa = ——{ In (——) – 1 + (——) In (0.656N) } (parallel shallow vertical)

2 π NL D S

Dimana:R = Groundbed/Anode ke tahanan tanah ()a = Tahanan tanah (dikedalaman -3.0) (500-cm)L = Panjang dari Anode (152,4 cm)D = Diameter dari Anode (20 cm)N = Jumlah Anode (12 buah)S = Jarak diantara Anode (300 cm)

Perhitungannya adalah sebagai berikut:

500 8x152.4 2x152.4Ra = ——————{ In (————) – 1 + (————) In (0.656x12) }

2xπx12x152.4 20 300

= 0.227

E. Tahanan Kabel (Cable resistance)

Tahanan kabel harus dikalkulasi menggunakan formula sebagai berikut:

Rcn = pcn x Ln

Dimana:Rcn = Tahanan kabel Kontrol ()pcn = Tahanan kabel Konduktor (/m)Ln = Panjang Kabel (m)n = n1 untuk kabel dari Rectifier ke pipe line (Main Negative)p1 untuk kabel dari Rectifier ke Anode Junction Box (Main Positive)p2 untuk kabel dari Anode Junction Box ke Anode (Branch Positive)



Berdasarkan kapasitas arus dari pada kabel, maka rangkaian

tersebut dapat didiskripsikan sebagai berikut:

Kabel untuk Rectifier (N), Rectifier (P) dan Positive Junction Box

menggunakan ukuran kabel #4 (AWG), tahanan linier 0.833 (C/km),

kapasitas arus dalam tanah 85Amper dan desain maksimum kabel

41.35Amper

F. Rugi tegangan kabel (Cable voltage drop)

Rugi tegangan kabel dihitung berdasarkan resistansi kabel dan desain dari

arus yang mengalir melalui kabel tersebut dapat dihitung sebagai berikut:

Vc = Rc x Ic

Dimana:Vc = Kabel voltage drop (Volt)Rc = Resistansi kabel ()Ic = Desain arus yang mengalir(Amper)

Hasil kalkulasi resistansi kabel dan tegangan drop dapat dihitung sebagai

berikut:

Vc = Rc x Ic

= 0.0008 x 41.35

= 0.033 (/m)

G. Tegangan yang diperlukan untuk Rectifier

Tegangan DC yang diperlukan untuk panel Rectifier dapat dihitung

sebagai berikut:

V = (Ia x Ra) + Vc + Vb

Dimana:V = Tegangan DC Rectifier yang diperlukan (Volt)Ia = Arus Groundbed Anode (Amper)



Ra = Resistant Groundbed Anode ()Vc = Total voltage drop kabel (Volt)Vb = Tegangan balik Anode (2.0 volt)

Dan hasil perhitungannya sebagai berikut:

V = (Ia x Ra) + Vc + Vb

= (41.35 x 0.227) + 6.84 + 2.0

= 18.20 volt

H. Desain kapasitas Rectifier

Desain tegangan DC dan kapasitas arus untuk panel rectifier dapat

dikalkulasikan sebagai berikut:

VTR = V / UTR dan ITR = I / UTR

Dimana:

VTR = Desain dari kapasitas tegangan DC Transformer (Volt)ITR = Desain dari kapasitas arus DC Transformer (Amper)V = Tegangan DC Rectifier yang dibutuhkan (Volt)I = Arus DC Rectifier yang dibutuhkan (Amper)UTR = Faktor Utilisasi Transformer (0.80)

Hasil perhitungannya sebagai berikut:

VTR = V / UTR

= 18.20 / 0.80 => 22.75 dibulatkan menjadi 45 volt

ITR = I / UTR

= 40.22 / 0.80 => 50.275 dibulatkan menjadi 60 Amper



I. Distribusi potensial (Attenuation calculation)

Perhitungan distribusi dari potensial pipa (attenuation) dapat diselesaikan

menggunakan formula sebagai berikut:

1) Resistant Pipa

ρp

r = ————————π x tp x (ODp – tp)

Dimana:r = resistant pipa (Ω.mˉ1)ρp = resistant pipa linier (0.18 x 10ˉ6 Ω.m)tp = minimum ketebalan pipa (0.00635 m)ODp = diameter luar pipa (0.5080 m)

2) Coating Conductance

π x ODpg = ————— ώ

Dimana :r = pipe resistance (Ω.mˉ1)pp = linier pipe resistance (0.18 x 10ˉ6 Ω.m)tp = minimum pipe wall tickness (0.00635 m)ODp = pipe outside diameter (0.5080 m)

3) Attenuation Konstan

ά = √ r x g

Dimana:ά = attenuation constant (mˉ1)r = pipe resistance (Ω.mˉ1)g = coating conductance (Ωˉ1.mˉ1)



4) Karakteristik resisitant pipa

rp = √ r/g

Dimana:rp = pipe characteristic resistance (Ω)r = pipe resistance (Ω.mˉ1)g = coating conductance (Ωˉ1.mˉ1)

5) Shifting potensial pipa

En – Ea——— = cosh (ά x Lp)En – Eb

Dimana:En = pipe’s potensial natural (-0.6 Volt, assumed)Ea = pipe’s natural nearest to groundbed (-2.0 Volt, maximum)Eb = pipe’s potential at end point (Volt)ά = attenuation constant (m-1)Lp = pipe’s length (8560 m)

Batasannya: Ea ≥ -2.00 V vs Cu/CuSO4 (pipe’s potential rearest to groundbed/

Drainage point

Ea ≤ -0.85 V Cu/Cu SO4 (pipe’s potential at end point)



4.3 HASIL PENGECEKAN YANG TELAH DILAKUKAN

Berdasarkan dari hasil pengecekan yang dilakukan pada Januari 2012,

lihat lampiran pengukuran lapangan (Lampiran 1, 2 & 3)

Sudah sangat jelas bahwa ø 20” pipa bawah tanah Gas Petroleum dari

Hess Metering Unit yang menuju ke Tie-In point di PT. PJB Gresik

sepanjang 160 meter telah terjadi "electrically short" (arus listrik hubung

singkat) dengan struktur lain yang tidak dilindungi, sehingga terjadi

kebocoran arus +/- 12 ~ 14 ampere pada sistim ICCP dan menyebabkan

pipa secara keseluruhan menjadi tidak terlindungi secara memadai. Dengan

demikian kebocoran arus saat ini sepertinya tidak hanya disebabkan oleh

kerusakan isolasi kabel atau isolasi coating lapisan pipa, tetapi hal ini

disebabkan oleh electrically short (arus listrik hubung singkat) yang dapat

menyerap arus yang cukup besar pada sistim ICCP. Untuk mengetahui

sumber masalah yang sesungguhnya, maka semua komponen yang berkaitan

dengan jalur pipa harus diperiksa dan dianalisa.

Di bawah ini adalah ringkasan dari hasil cek sebelumnya yang telah

dilakukan oleh Hess Electrical Department pada bulan Januari 2012:

1. Kabel dari Junction Box 164-CPJB-104 ke Pipa bawah tanah di Hess

Metering Unit dinyatakan bagus. Dari hasil pengukuran tidak ada

kondisi yang berbeda ketika kabel dilepas dan dihubungkan kembali.

2. Kabel dari Test Box 164-CPTB-109 ke Pipa Bawah Tanah di daerah

PJB dinyatakan bagus. Dari hasil pengukuran tidak ada kondisi yang

berbeda ketika kabel dilepas dan dihubungkan kembali.



3. Insulation Flange Kits (insulating gasket, insulating sleeve dan insulating

washer) di sisi Hess Metering Unit (IF-5) dinyatakan bagus. Hal ini

ditandai dengan perbedaan potensial yang cukup jelas dan resistansi

yang cukup tinggi antara kedua sisi flange (sisi bawah tanah dan atas

tanah).

4. Terjadi kebocoran arus sebesar +/- 12 ~ 14 ampere pada sistim IF-6 hal

ini ditandai dengan perbedaan potensial dan resistansi diantara flange

ke flange pada IF-6 adalah sangat kecil, masing-masing hanya 20 mili

Volt dan 0,09 Ω. Angka-angka ini hanya mungkin terjadi melalui

kontak logam langsung. Ini adalah alasan untuk membuat flange ini

sebagai tersangka utama penyebab "short".

5. Insulation Sleeve dan Insulation Washer di PJB Tie-In (IF-6)

dinyatakan bagus. Hal ini ditandai dengan resistensi yang cukup

tinggi antara masing-masing baut ke flange (kedua sisi). Nilai terkecil

masih dalam kisaran kΩ (kilo ohm).

6. Kemungkinan lain yang tersisa, yaitu terhubung ke struktur metalik

terdekat bawah tanah, kemudian diperiksa dengan mengukur resistansi

antara flange di IF-6 (Kedua belah pihak Underground dan

Aboveground) ke struktur terdekat metalik bawah tanah (Pipa Pemadam

Kebakaran / Hydrant, kabel grounding). Semua hasil pengukuran

menunjukkan nilai resistensi yang kecil yaitu bervariasi 10 - 30 Ω,

tetapi masih jauh lebih tinggi dari resistensi Flange ke Flange di IF-6

yang hanya (0,09 Ω). Secara teknis, lokasi "short" akan ditunjukkan



oleh nilai resistansi terkecil. Jadi, kemungkinan ini (short ke struktur

logam asing bawah tanah) kecil, tetapi masih mungkin.

Semua hasil pemeriksaan di atas hanya tersisa dua kemungkinan

penyebab yang tersisa untuk masalah “short” ini, melalui Flange

Gasket atau melalui struktur (terdekat) benda asing bawah

tanah.

Gambar 4.3.1. Gambar masalah “short” yang terjadi di PJB Tie-In area



4.4 RINGKASAN HASIL PENGECEKAN

Tabulasi data hasil pengecekan ada di Lampiran-1. Kesimpulannya dapat

diambil dan diformulasikan seperti dibawah ini:

1. Masalah “short” di daerah PJB Tie-In disebabkan oleh "rendahnya

kinerja Insulating Flange" di IF-6. Hal ini ditunjukkan dengan nilai

resistansi yang sangat kecil yang dihasilkan dari pengujian, yaitu ± 0,09 Ω,

kurang dari yang direkomendasikan oleh Standar (> 10 Ω). Sebagai

perbandingan, IF-5 (Hess Metering unit ke PJB) memiliki nilai resistansi

yang jauh lebih tinggi sekitar 96 milli Ω (> 10 Ω). Karena semua

Insulating Sleeve dan Washer telah dikonfirmasi bagus, tidak ada short

antara pipa 20” yang dilindungi dengan struktur terdekat logam asing

dibawah tanah, maka satu-satunya kemungkinan adalah Insultion Flange.

2. Terus terang kami tidak bisa menentukan model kegagalan Insulation

Flange di (IF-6). Beberapa kemungkinan di bawah ini dapat,terjadi:

a) Gasket yang terpasang saat ini adalah dengan model seperti

Envelope Gasket tipe-F (tanpa lubang baut), jika posisi gasket

tidak center, ada kemungkinan akan memberikan celah yang tidak

simetris antara permukaan flange pada bagian tengah, dan karena

itu tekanan yang diterima oleh gasket itu sendiri bisa menjadi

tidak merata. Jika torsi kekencangan cukup tinggi, maka beberapa

bagian lemah pada gasket bisa terjadi kerusakan (misalnya bagian

yang bercelah), dan akhirnya terjadi short antara kedua

permukaan flange.



b) Isolasi dari jenis gasket yang terpasang ini adalah “thin layer

PTFE envelope” (jenis gasket yang tipis) pada kedua permukaan

gasket, sementara filler nya terlihat seperti bukan bahan yang

berkekuatan dielektrik tinggi (terlihat seperti sebagai bahan

asbes?). Jika hal ini terjadi maka material yang mengandung

cairan dapat terserap oleh filler yang terbuat dari bahan asbes

tersebut, dan karena itu bisa terjadi short antara kedua sisi flange.

c) Beberapa kotoran / puing-puing bisa terjebak pada celah anulus

flange (di dalam / luar gasket isolasi). Apapun jenis kegagalan, itu

telah menghasilkan kinerja Flange Isolasi menjadi rendah, dan

karena itu gagal untuk memberikan isolasi untuk sistem proteksi

katodik.

3. Insulation Flange IF-4 (Pipa dari plant Hess) juga menunjukkan masalah.

Potensi pipa atas tanah (di dalam metering unit) telah menjadi lebih

negatif, -0,965 Volt Vs Cu/CuSO4, seolah-olah itu juga dilindungi.

Perbandingan dengan data sebelumnya pada 13 November 2008 adalah

sebagai berikut:

13-11-2008 5-1-2012 NotesPotential Pipe U/G vs Cu/CuSO4(Volt)

-1.225 -1.160 Decrease

Potential Pipe A/G vs Cu/CuSO4(Volt)

-0.590 -0.965 Increase

Potential Difference (mVolt) 635 195 DecreaseResistance (Ω) 6.35 M 190 k Decrease



Ini berarti bahwa beberapa saat ICCP terjadi kebocoran flange melalui

isolasi dan membuat semua struktur metering menjadi lebih negatif (nilai

potensial hampir sama juga diukur pada grounding lug dekat IF-5).

Masalah ini bisa disebabkan oleh kekurangan satu insulation sleeve (lihat

Gambar-6-7, Lampiran-3) atau telah terjadi degradasi kinerja isolasi dari

gasket.

Sebagai dampak dari kebocoran ini, potensial perlindungan pipa secara

keseluruhan dari plant Hess ke Metering unit sedikit menurun, sesuai

tabulasi di atas.



Berikut ini gambar ilustrasi dari keadan sistim ICCP untuk

mempermudah pembacaan parameter dari keaadaan yang terjadi.

Gambar 4.4.1 Gambar ICCP dalam keadaan Normal

Gambar 4.4.2 Gambar ICCP dalam keadaan IF-6 “SHORT”



4.5 BIAYA YANG DIBUTUHKAN

Berdasarkan perhitungan biaya penggantian Isulation Gasket di (IF-6)

dan kehilangan produksi selama 8 jam dapat dikalkulasikan sebagai berikut:

Biaya Material & Man Power

Biaya material Insulation Flange kit : Rp. 15,000,000.-

Biaya pekerja (Man power) : Rp. 7,500,000.-

Biaya Nitrogen & Pemadam kebakaran : Rp. 10,000,000.- +

27,500,000.-

Kehilangan produksi

Gas ($2,38/MMBTU) : 16 MMSCF : Rp. 380,080,000.-

Crude Oil ($100/bbls): 3,660 Bbls : Rp. 3,294,000,000.-

LPG ($1,000/Ton): 122 Tons : Rp. 1, 098,000,000.- +

4,772,080,000.-

Grand total biaya : Rp. 4,799,580,000.-

4.6 CATATAN DARI BP. MIGAS

Setelah dihitung biaya untuk penggantian Flange Isolasi di IF-6 dan biaya

pekerja sekitar Rp. 27.500.000,- tetapi dalam pekerjaan tersebut juga terjadi

kehilangan produksi yang tidak sedikit yaitu sekitar 5 milyar rupiar. Karena

sesuatu hal dan lain-lain BP Migas selaku wakil pemerintah tidak mengijinkan

pekerjaan tersebut diatas dan harus segera dicarikan solusi terbaik tanpa

mematikan suplai petroleum gas ke PJB. Berdasarkan pertimbangan tersebut

diperlukan kajian yang mendalam untuk mengembalikan sistem proteksi katodik

berfungsi normal kembali sesuai dengan desain dan standard operasi Hess.

Maryanta Purwanta, TUGAS AKHIR TEKNIK MESIN UNIVERSITAS GRESIK 61


BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN HASIL PENGECEKAN

Berdasarkan tabulasi data hasil pengecekan yang ada di Bab. IV

Lampiran-1. Kesimpulannya dapat diambil dan diformulasikan seperti

dibawah ini:

1. Desain dari Impression Current Cathodic Protection (ICCP) yang

terpasang telah sesuai dengan standard proteksi yang dipakai sebagai

acuan proteksi Katodik di Hess Indonesia Pangkah Ltd, bahkan telah

dinaikkan ke 125% dari hasil perhitungan desain.

2. Masalah “short” di daerah PJB Tie-In disebabkan oleh "rendahnya

kinerja Insulating Flange" di IF-6. Hal ini ditunjukkan dengan nilai arus

yang melewati IF-6 (hasil pengujian) sebesar +/- 12 ~ 14 ampere dan

resistansi yang sangat kecil yang dihasilkan dari pengujian, yaitu ± 0,09 Ω,

kurang dari yang direkomendasikan oleh Standar (> 10 Ω). Sebagai

perbandingan, IF-5 (Hess Metering unit ke PJB) memiliki nilai resistansi

yang jauh lebih tinggi sekitar 96 Ω (> 10 Ω). Karena semua Insulating

Sleeve dan Washer telah dikonfirmasi bagus, tidak ada short antara pipa ø

20” yang dilindungi dengan struktur terdekat logam asing dibawah tanah,

maka satu-satunya kemungkinan adalah Insultion Flange.

V 1,2 Arus yang melewati IF-6, I = —— —— 13,33 ampere R 0,09



5.2 SARAN-SARAN

1. Untuk segera melepas jamper kabel di Junction Box 164-CPJB-04 untuk

memisahkan antara pipa unit-1 (sepanjang 8400m yang masih terproyeksi

dengan bagus) dengan pipa unit-2 (sepanjang 160m yang terjadi kebocoran

arus ke PJB)

2. Masalah yang disebabkan oleh rendahnya kinerja Insulating Gasket di IF-

6 (Tie-in PJB) harus diperbaiki dengan mengganti Insulating Gasket yang

rusak. Bahan material dari insulating gasket yang baru harus full face type

E (dengan lubang baut), sehingga posisi gasket akan tetap dan simetris.

Bahan material gasket haruslah berkekuatan dielektrik tinggi (high

dielectric strength), berkekuatan tekan tinggi (high compressive strength),

dan penyerapan air rendah (low water absorption), sehingga tidak mudah

terjadi kerusakan atau kegagalan.

3. Jika perbaikan / penggantian insulation kit flange tidak dapat dilakukan

dalam waktu singkat (dalam beberapa bulan berikutnya), misalnya jadwal

perbaikan mungkin harus menunggu beberapa tahun / dan tidak ada

kepastian, maka Sistem Proteksi Katodik yang bersifat sementara

(Temporary Sacrificial Anode) khusus untuk pipa dari Hess Metering Unit

ke Tie-in di PJB bisa menjadi alternatif kedua harus segera diambil,

meskipun itu tidak akan cukup efektif. Percobaan yang telah dilakukan

dengan menginjeksikan arus dari Hess plant ICCP System, saat ini 1,8

Ampere mengalir ke bagian pipa, dan hanya sedikit meningkatkan tingkat

pipa potensial menjadi -0,812 V pada Metering unit (penurunan hanya -33

mV) dan -0,785 V pada PJB Tie-in (penurunan hanya -14 mV). Sebagai



perbandingan, selama komisioning itu hanya perlu 60 mA untuk membuat

potensi pipa mencapai -1,164 mV vs Cu/CUSO4. Kondisi ini

dimungkinkan pada PJB Tie-In point ø 20 "pipa gas memiliki koneksi ke

jaringan beberapa pipa underground (misalnya Kodeco, Pertamina, In-

Plant Piping, dll). Jadi arus injeksi apapun saat ini yang disuplay untuk

pipa Hess ø 20" petroleum gas akan diserap oleh semua pipa underground

yang lainnya di PJB. Dengan kata lain, akan membutuhkan arus yang

cukup tinggi hanya untuk melindungi sebagian jalur pipa ø 20" dari Hess

Metering unit ke PJB Tie-In (sekitar 160 meter). Secara kasar, hanya untuk

meningkatkan tingkat perlindungan pipa memenuhi kriteria proteksi

katodik (-0.85 Volt vs Cu/CuSO4), harus diperlukan arus dc sekitar 12-15

Amps. Jika menggunakan anoda korban / sacrificial anode (package

magnesium anode), akan membutuhkan sekitar 15 buah Magnesium

Anoda Standard Potential dengan ukuran 32 lbs (magnesium berat bersih

14,5 kg), dipasang dalam resistivitas tanah yang rendah (misalnya di

samping area parkir mobil Metering unit, resistivitas tanah adalah sekitar

200 Ω.cm pada kedalaman-2m), tetapi life time nya bisa menjadi hanya

sekitar satu sampai dua tahun saja. Jika menggunakan temporary

Impression Current Cayhodic Protection, akan membutuhkan sekitar 5

buah MMO Anoda 2.5/100 cm dikemas dalam tabung yang dilengkapi

dengan celah udara (coke breeze) dan panel Transformer Rectifier yang

berukuran kecil (misalnya DC 30V-20A, portabel, indoor). Secara teoritis,

waktu hidup ICCP anoda bisa 20 tahun.



Meskipun kondisi operasi Panel CPTR di area Hess plant masih mungkin

untuk ditingkatkan (Kapasitas output DC 45V-60A, kondisi operasi saat

ini adalah sekitar 6V-8A), tetapi tidak direkomendasikan untuk

meningkatkan arus yang tersedia hanyalah untuk membuat tingkat

perlindungan yang cukup pada pipa di sisi area Metering unit ke Tie-in

PJB. Hal ini dapat menyebabkan kondisi pipa menjadi over protected

(proteksi yang berlebihan) yang mengakibatkan (potensial pipa terlalu

negatif) pada daerah Hess plant, sehingga akan mengeluarkan gas

hygrogen yang dapat menyebabkan embrittlement / getas dari baja.dan

sesungguhnya kondisi seperti ini juga tidak dapat memprediksi proteksi

secara keseluruhan . Seberapa banyak arus mengalir ke daerah PJB adalah

kondisi yang tidak pasti, karena dapat juga terjadi kenaikan di masa depan.

Kondisi ini akan berbahaya bagi pipa gas petroleum itu sendiri, seperti di

sepanjang jalur pipa adalah lingkungan yang sangat korosif (air laut dan

resistivitas tanah yang rendah). Jadi, jika sistem temporary Sacrificial

Anode akan digunakan, maka area ini harus dipisahkan dari sistem ICCP

utama dari Hess plant.

Saran kami untuk perlindungan sementara menggunakan Sacrificial Anode

haruslah dipertimbangkan bahwa solusi ini hanya bersifat untuk sementara

dikarenakan solusi yang tepat (memperbaiki / mengganti insulation flange

kit) tidak dapat dilakukan dalam waktu dekat. Jika dipasang temporary

Sacrificial Anode juga bertujuan hanya untuk mendapatkan tingkat

perlindungan yang minimum. Desain dari sistem temporary Sacrificial

Anode juga diperlukan beberapa kali percobaan (pengetesan arus yang



dibutuhkan, pengetesan soil resistivity) untuk perhitungan secara detail dan

desain yang tepat sebelum diimplementasikan.

4. Jika ada kesempatan, insulation flange kit dari Hess plant ke Merering di

area Metering unit (IF-4) juga perlu perbaikan / penggantian. Secara

kelistrikan, telah terjadi kebocoran, sehingga potensial dari semua struktur

pada Metering unit menjadi lebih negatif (terlindungi). Hal pertama yang

harus dilakukan adalah memasang insulation sleeve untuk satu baut yang

terpasang tanpa insulation sleeve. Jika masih tetap tidak dapat

meningkatkan kinerja Insulation Gasket (mudah diukur oleh kenaikan

perbedaan tegangan dan resistansi antara flanges), jika diperlukan tindakan

lebih lanjut adalah mengganti Insulation Gasket tersebut. Namun, jika

secara teknis / komersial itu tidak dapat dilakukan (misalnya terlalu rumit,

terlalu mahal, terlalu berisiko, perlu waktu kerja terlalu lama, perlu

membuang volume gas terlalu banyak, dll untuk mengganti Insulation

Gasket), maka kita masih dapat menggunakan sistem proteksi yang ada.

Kondisi permasalahan bisa menjadi tidak terlalu buruk, dibandingkan

dengan kebocoran / short di Tie-in PJB area (IF-6). Bisa jadi karena sistem

grounding untuk Metering unit adalah lokal (tidak terhubung ke PJB plant)

dan juga metallic stucture, terutama yang kontak ke tanah juga tidak

banyak. Sesuai data yang diukur, tingkat proteksi pada pipa gas petroleum

masih dapat diterima meskipun terjadi beberapa arus kebocoran ke

Metering structure. Jadi, pekerjaan untuk penggantian Insulation Gasket

adalah dianjurkan tetapi tidak wajib.



5. Jika bahan pengisi dari Insulating Gasket (IF-4, IF-5 dan IF-6) memiliki

sifat penyerapan air yang tinggi (misalnya asbes), maka perlu diadakan

pengisolasian pada anulus dari flange untuk menutupi celah di flange

tersebut, terutama pada bagian atas yang bisa kemasukan oleh air hujan,

tetapi membiarkan bagian bawah tetap terbuka untuk menghindari air

terperangkap di dalam anulus. Namun jika bahan pengisi (atau paking)

bahan sudah memiliki sifat penyerapan air yang rendah (misalnya

phenolic, epoxy glass, yang biasanya digunakan untuk insulation gasket),

maka tidak perlu menutup celah flange, dan lebih baik untuk melepas

isolasi penutup tersebut, untuk meyakinkan tidak ada air yang

terperangkap di dalam celah flange.

6. Sejalan dengan rekomendasi dari BP MIGAS selaku wakil pemerintah

tidak mengijinkan pekerjaan penggantian Insulation Flange, karena akan

berdampak yang besar, maka harus segera dicarikan solusi terbaik tanpa

harus mematikan suplai petroleum gas ke PJB. Untuk mengembalikan

sistem proteksi katodik berfungsi normal kembali sesuai dengan desain

dan standard operasi Hess, maka langkah-langkah dibawah ini bisa dipakai

untuk referensi:

a) Segera dipasang temporary Sacrificial Anode sesuai Rekomendasi No.

2. Berdasarkan kalkulasi untuk pemasangan temporary Sacrificial

Anode pada pipa 20” dengan panjang 160 meter yang dilapisi isolasi

3LPE dengan desain hanya untuk satu sampai dua tahun saja, maka

yang dibutuhkan biaya sekitar Rp. 150,000,000.-



b) Setelah temporary Sacrificial Anode terpasang, lakukan pengecekan

dan pencatatan secara rutin setiap satu bulan sekali untuk mendapatkan

data yang lengkap. Berdasarkan hasil pengecekan tersebut maka dibuat

kesimpulan seberapa besar arus yang dibutuhkan untuk memproteksi

pipa sepanjang 160 meter tersebut.

c) Membuat desain permanent Impression Current Cathodic Protection

(ICCP) untuk jangka waktu 20 tahun, berdasarkan rangkuman dari

hasil pegecekan rutin dari temporary Sacrificial Anode. Biaya untuk

pemasangan permanent ICCP dikalkulasi dengan biaya sekitar Rp.

325,000,000.-

d) Memasang permanent Impression Current Cathodic Protection untuk

menggantikan temporary Sacrificial Anode terpasang.

e) Membuat note ke management Hess (jika suatu saat / tahun-tahun

mendatang ada sechedule shutdown secara keseluruhan) untuk

mengganti semua Insulation Gasket type F (tanpa lubang baut) diganti

dengan Insulation Gasket type E (dengan lubang baut) dan dengan

spek dielectric strength yang tinggi. Meskipun kemungkinan untuk hal

tersebut sangatlah kecil.



BAB VI

DAFTAR PUSTAKA

BS. 7361 (1991, Formerly CP 1021): British Standard: Part 1:

Cathodic Protection code of practice for land and marine application

ISO 15589-1 (2003): International Standard: Petroleum and Natural

Gas Industries – Cathodic Protection of Pipeline transportation

systems – Part 1: On-land Pipelines

NACE RP-0169 (2002): National Association of Corrosion Engineers:

Recommended practice: Control of external corrosion on

underground or submerged metallic piping systems.


Mitigation of Alternating Current and Lightning Effect on Metallic

Structures and Corrosion Control Systems


Recommended practice: Pipeline External Corrosion Direct

Assessment Methodology.

NACE TM-4907 (2002): National Association of Corrosion Engineers:

Standard Test Methods: Measurement Techniques Related to

Criteria for Cathodic Protection on Underground or Submerged

Metallic Piping Systems.



UPD-ST-P1-EL-BM-1008-01-0 Bill of Material Cathodic Protection

Equipment

UPD-ST-P1-EL-MN-1008-01-0 Operation and Maintenance Manual of

Cathodic Protection System

UPD-ST-P1-EL-RP-1008-10-0 Site & Soil Resistivity Report for Closed

Drain Pipe and Condensate Pipe at OPF Area and Sales Gas

Pipeline from OPF Area to PLN Tie-In Point

UPD-ST-P1-EL-SC-1008-02-10 Wiring Diagram Impressed Current

Cathodic Protection for Cond Line and Sales Gas Line

UPD-ST-P1-EL-SP-1008-05-0 Cathodic Protection System Equipment

Specification and Catalog



BAB VII

LAMPIRAN

1. Lampiran Data pengukuran lapangan Januari 2012

2. Lampiran Form

3. Lampiran Tabel

4. Lampiran Gambar

5. Lampiran Photo

6. Lampiran Referensi



LAMPIRAN DATA 1.1

DATA PENGUKURAN DI IF-6 PADA JANUARY 2012

A CHECK AT IF-6 (PJB TIE-IN) CONCLUSION / NOTES

1 Positive Circuit Connected to Point A (AboveGround Side)

Off Trial-1 Trial-2

Resistance Variable Resistor Rv ( Ω ) n/a 5.10 2.89

Driving Voltage DC Battery Vbat ( V ) 0.000 12.490 12.329

Current Flow at Positive Line I+ (A) 0.000 2.650 4.540

Current Flow at Negative Line I (A) 0.000 2.640 4.550

Average Current Flow Iavg (A) 0.000 2.645 4.545

Pipe Voltage Drop

Point A - Point B VA-B (mV) 0.000 12.570 22.640

Point C - Point D VC-D (mV) 0.000 0.012 - Current direction correct

Point C - Point E VC-E (mV) 0.000 0.022 - Current direction correct

Point F - Point G VF-G (mV) 0.000 0.000 - No current flow

Calculated Flange Resistance RF (mΩ) 4.752 4.981 Flange is SHORT (<10mΩ)

Direction of Current Flow

Through Flange (A → D) Yes Short through FlangeTo Aboveground Structure (A→ G) No No u/g foreign short

Pipe/Soil Potential vsCu/CuSO4

Point A (Aboveground) EA (V) -0.760 -0.760 -0.760 As per pipe voltage drop

Point B (Underground) EB (V) -0.760 -0.772 -0.782 As per pipe voltage drop

Point C (Underground) EC (V) -0.760 -0.772 -0.782 As per pipe voltage drop

Point D (Underground) ED (V) -0.760 -0.772 -0.782 As per pipe voltage drop

Point E (Underground) EE (V) -0.760 -0.772 -0.782 As per pipe voltage drop

Point F (Underground) EF (V) -0.760 -0.760 -0.760 As per pipe voltage drop

Point G (Underground) EG (V) -0.760 -0.760 -0.760 As per pipe voltage drop

2 Positive Circuit Connected to Point B (AboveGround Side)

Off Trial-1 Trial-2

Resistance Variable Resistor Rv ( Ω ) n/a 5.10 2.89

Driving Voltage DC Battery Vbat ( V ) 0.000 12.490 12.329

Current Flow at Positive Line I+ (A) 0.000 2.560 4.550

Current Flow at Negative Line I (A) 0.000 2.560 4.550

Average Current Flow Iavg (A) 0.000 2.560 4.550

Pipe Voltage Drop

Point A - Point B VA-B (mV) 0.000 0.000 0.000 No current flow

Point C - Point D VC-D (mV) 0.000 0.015 - Current direction correct

Point C - Point E VC-E (mV) 0.000 0.026 - Current direction correct

Point F - Point G VF-G (mV) 0.000 0.000 - No current flow

Pipe/Soil Potential vs



Cu/CuSO4

Point A (Aboveground) EA (V) -0.760 -0.760 -0.760 As per pipe voltage drop

Point B (Underground) EB (V) -0.760 -0.760 -0.760 As per pipe voltage drop

Point C (Underground) EC (V) -0.760 -0.760 -0.760 As per pipe voltage drop

Point D (Underground) ED (V) -0.760 -0.760 -0.760 As per pipe voltage drop

Point E (Underground) EE (V) -0.760 -0.760 -0.760 As per pipe voltage drop

Point F (Underground) EF (V) -0.760 -0.760 -0.760 As per pipe voltage drop

Point G (Underground) EG (V) -0.760 -0.760 -0.760 As per pipe voltage drop

3 Positive Circuit Connected toEach BoltCurrent Flow at Positive Line

Bolt No. 1 ~ 24 I+ (A) - 0.000 - All insulating washer &

sleeves are OK



LAMPIRAN DATA 1. 2


B CHECK AT IF-5(METERING to PJB)

CONCLUSION /NOTES

1 Positive Circuit Connected to Point A(Above Ground Side)

Off Trial-1

Resistance VariableResistor Rv ( Ω ) n/a 2.96

Driving Voltage DC Battery Vbat ( V ) 0.000 12.461

Current Flow at PositiveLine I+ (A) 0.000 1.500

Current Flow at NegativeLine I (A) 0.000 1.500

Average Current Flow Iavg (A) 0.000 1.500

Pipe Voltage Drop

Point A - Point B VA-B (mV) -132.000 12.000

Actual Voltage Drop Point A- Point B 144.000

Calculated FlangeResistance RF (mΩ) 96.000 Flange is OK (>

10mΩ)Pipe/Soil Potential vsCu/CuSO4

Point A (Aboveground) EA (V) -0.906 -0.789

Point B (Underground) EB (V) -0.774 -0.801

Potential Difference EA-B (V) 0.132 -0.012 As per pipe voltagedrop

2 Positive Circuit Connected to Point B(Above Ground Side)

Off Trial-1

Resistance VariableResistor Rv ( Ω ) n/a 5.10

Driving Voltage DC Battery Vbat ( V ) 0.000 12.490

Current Flow at PositiveLine I+ (A) 0.000 1.550

Current Flow at NegativeLine I (A) 0.000 1.550

Average Current Flow Iavg (A) 0.000 1.550

Pipe Voltage Drop

Point A - Point B VA-B (mV) 0.000 0.000 No current flow



Pipe/Soil Potential vsCu/CuSO4

Point A (Aboveground) EA (V) -0.906 -0.906 As per pipe voltagedrop

Point B (Underground) EB (V) -0.774 -0.776 As per pipe voltagedrop

Potential Difference ∆EA-B

(V) 0.132 0.130 As per pipe voltagedrop

3 Positive Circuit Connectedto Each BoltCurrent Flow at PositiveLine

Bolt No. 1 ~ 24 I+ (A) - 0.000 All insulating washer &

sleeves are OK



LAMPIRAN DATA 1.3


C CHECK AT IF-4 FROM HESS PLANT TO METERING UNIT CONCLUSION / NOTES

1 Measured at Bonding Box (164-CPJB-104) Off Bonding

Current Flow at ICCP NegativeLine I (A) 0.00 1.80

2 Measured at IF-4 (Sales Gasfrom OPF)

Underground Pipe EUG (V) -1.160 -1.045 Technically Ins. Flange

is OK

Aboveground Pipe EAG (V) -0.965 -0.900 (>100 mV), but its start

to

Potential Different ∆EUG-AG

(V) 0.195 0.145 leakage as any ICCPcurrent

Resistance between Flange RF (Ω) 190 k 150 k received by AG Pipe &make

its potential protected.

3 Measured at IF-5 (Metering toPJB)

Underground Pipe EUG (V) -0.779 -0.812

Aboveground Pipe EAG (V) -0.962 -0.900


(V) -0.183 -0.088 Ins. Flange is OK (>

100mV)Resistance between Flange RF (Ω) 180 k 90 k

4 Measured at IF-6 (PJB Tie-In)

Underground Pipe EUG (V) -0.771 -0.785

Aboveground Pipe EAG (V) -0.771 -0.775


(V) 0.000 0.010 Ins. Flange is SHORT(<100mV)

Resistance between Flange RF (Ω) 0.6 9.7

5 Potential of others structure around IF-6(PJB Tie-In)

Fire Water Pipe / Hydrant EFW (V) -0.760 -0.760 Not contact to UG 20"

Gas Pipe

Grounding Lug near Fence EE1 (V) -0.735 -0.735 Not contact to UG 20"

Gas PipeGrounding Lug at LighteningPole EE2 (V) -

0.735 -0.735 Not contact to UG 20"Gas Pipe

Grounding Lug at Existing Pipe EE3 (V) -0.735 -0.735 Not contact to UG 20"

Gas Pipe

Grounding Lug at Tie-In Point EE4 (V) -0.735 -0.735 Not contact to UG 20"

Gas Pipe

6 Current Loss at others structure around IF-6(PJB Tie-In)

Fire Water Pipe / Hydrant IFW (A) 0.000 0.000 Current Loss is notthrough these

Grounding Lug near Fence IE1 (A) 0.000 0.000 nearest u/g structure,possibly

Grounding Lug at LighteningPole IE2 (A) 0.000 0.000 redirect to all

interconnected

Grounding Lug at Existing Pipe IE3 (A) 0.000 0.000 buried pipelines (e.g.Kodeco).

Grounding Lug at Tie-In Point IE4 (A) 0.000 0.000



Form 2.2.1. Form pengecekan SACP untuk pipa underground

THREE MONTHLY CHECK SHEET OF SACP SYSTEM FOR U/G PIPEProtected Structure : Underground PipePlant / Area : OPFDrawing Reference No. : ST-UPD-DW-005

TABLE – A : POTENTIAL MEASUREMENTTest Point Potential (volt) vs Cu/CuSO4 Anode Current

Output (mA)Remark

Pipe Natural Anode Natural Pipe Protected

164-CPTB – 201 OK / NOT OK






TABLE – B : CHECKING OF INSULATING FLANGE/JOINT (IF NECESSARY)

1 - OK / NOT

OK2 - OK / NOT

OK3 - OK / NOT

OK4 - OK / NOT

OK5 - OK / NOT

OK6 - OK / NOT

OKNotes: (1) Indicate position of measured insulating flange at lay out drawing.

(2) For comparison only.

Results / Notes:

Measured By : ______________________ Date:_________________________

Ins. Flange / Potential (volt) vs Cu/CuSO4 Resistance (#2) Remarks

Ins. Joint No &

Size (#1)

Above Ground

(Unprotected)

Under Ground

(Protected)

Difference (Ohm) (OK / NOT)



Form 2.2.2. Form pengecekan ICCP untuk pipa underground

FORM – 1 : THREE MONTLY CHECK SHEET OF ICCP SYSTEM FOR U/G PIPE

Protected Structure : Underground PipePlant / Area : OPF to PLN Tie-In PointDrawing Reference No. : ST-UPD-DW-003

ST-UPD-DW-004

TABLE – A : TRANSFORMER RECTIFIER OPERATION CONDITION

No Panel Parameter Reading Criteria Remarks

1 CPTR Panel 164-CPTR–1011.1. AC Input AC Voltage (Volts) 230 Volts 10%

Frequency (Hz) 50/60 Hz 5%1.2. DC Output DC Voltage (Volts) Max. 45 Volts

DC Current (Amps) Max. 60 AmpsPipe/Soil Potential vsCu/CuSO4 (Volts)

Min. - 0.85 Volts vs CSE

1.3. Operation Mode Constant VoltageConstant CurrentConstant Potential

TABLE – B : POTENTIAL MEASUREMENT

Test Station Box Line To Pipe Potential (volt) vs Cu/CuSO4ICCP ON

Remark

Cable Pipe Protection Criteria (OK / NOT)164-CPTB – 101 CPW-M-02 20” Sales Gas ≤ -0.85 V

CPW-M-03 10” Condensate ≤ -0.85 V164-CPTB – 102 CPW-M-04 20” Sales Gas ≤ -0.85 V

CPW-M-05 10” Condensate ≤ -0.85 V164-CPTB – 103 CPW-M-06 20” Sales Gas ≤ -0.85 V164-CPTB – 105 CPW-M-08 20” Sales Gas ≤ -0.85 V164-CPTB – 106 CPW-M-09 20” Sales Gas ≤ -0.85 V164-CPTB – 107 CPW-M-10 20” Sales Gas ≤ -0.85 V164-CPTB – 108 CPW-M-11 20” Sales Gas ≤ -0.85 V164-CPTB – 109 CPW-M-12 20” MS PLN ≤ -0.85 V

TABLE – C : DC NEGATIVE & POSITIVE CURRENT LINE MEASUREMENT

No Panel Line Cable Connect To Reading Criteria Remarks1 CPTR Panel 164-CPTR–1011.1. Positive Line CPW-P-01 164-CPJB-101 > 0 Amps

CPW-P-02 164-CPJB-102 > 0 Amps1.2. Negative Line CPW-N-01 20” Sales Gas > 0 Amps

2 Positive JBX 164-CPJB–101CPW-P-03 ANO-101 > 0 AmpsCPW-P-04 ANO-102 > 0 AmpsCPW-P-05 ANO-103 > 0 Amps



No Panel Line Cable Connect To Reading Criteria RemarksCPW-P-06 ANO-104 > 0 AmpsCPW-P-07 ANO-105 > 0 AmpsCPW-P-08 ANO-106 > 0 Amps

3 Positive JBX 164-CPJB–102CPW-P-09 ANO-107 > 0 AmpsCPW-P-10 ANO-108 > 0 AmpsCPW-P-11 ANO-109 > 0 AmpsCPW-P-12 ANO-110 > 0 AmpsCPW-P-13 ANO-111 > 0 AmpsCPW-P-14 ANO-112 > 0 Amps

4 Negative JBX 164-CPJB–103CPW-N-002 20” Sales Gas > 0 AmpsCPW-N-003 10” Condensate > 0 Amps

5 Negative JBX 164-CPJB–104CPW-N-004 20” Sales Gas > 0 AmpsCPW-N-005 20” Sales Gas (M/S PLN) > 0 Amps

TABLE – D : CHECKING OF INSULATING FLANGE/JOINT (IF NECESSARY)

Ins. Flange/

Potential (volt) vs Cu/CuSO4 Resistance (#2) Remarks

Ins. JointNo & Size

(#1)

Above Ground(Unprotected)

Under Ground(Protected)

Difference (Ohm) (OK / NOT)

1 - 10”

2 - 10”3 - 20”4 - 20”

Notes: (1) Indicate position of measured insulating flange at lay out drawing. (2) For comparison only.

Results / Notes:

Measured By : ________________________ Date :_____________________________



Tabel 3.2.1. Tabel Material pipa dan yield strength

Pipe MaterialAPI 5LX Grade

Specified Minimum Yield Strength(SMYS), psi

X42 42,000

X46 46,000

X52 52,000

X56 56,000

X60 60,000

X65 65,000

X70 70,000

X80 80,000

X90 90,000



Table 3.2.2. Pipe Seam Joint Factors

Specification Pipe Class Seam Joint Factor (E)ASTM A53 Seamless 1

Electric ResistanceWelded

1Furnace Lap Welded 0.8Furnace Butt Welded 0.6

ASTM A106 Seamless 1ASTM A134 Electric Fusion Arc

Welded0.8

ASTM A135 Electric ResistanceWelded

1ASTM A139 Electric Fusion Welded 0.8ASTM A211 Spiral Welded Pipe 0.8ASTM A333 Seamless 1ASTM A333 Welded 1ASTM A381 Double Submerged

Arc Welded 1ASTM A671 Electric-Fusion-Welded 1ASTM A672 Electric-Fusion-Welded 1ASTM A691 Electric-Fusion-Welded 1API 5L Seamless 1

Electric ResistanceWelded

1Electric Flash Welded 1Submerged Arc Welded 1Furnace Lap Welded 0.8Furnace Butt Welded 0.6

API 5LX Seamless 1Electric ResistanceWelded

1Electric Flash Welded 1Submerged Arc Welded 1

API 5LS Electric ResistanceWelded

1Submerged Arc Welded 1



Table 3.2.3 Desain Factors untuk Pipa Baja

Untuk pipa gas petroleum lepas pantai (offshore), adalah lokasi kelas 1. Untuk

jaringan pipa darat, setiap lokasi kelas unit yang memiliki 10 atau lebih

sedikit bangunan untuk hunian manusia disebut kelas 1.

Class 2. Ini adalah setiap lokasi kelas unit yang memiliki lebih dari 10 tapi

kurang dari 46 bangunan untuk tempat hunian.

Class 3. Ini adalah suatu unit lokasi kelas yang memiliki 46 atau lebih

bangunan untuk tempat hunian atau daerah di mana pipa adalah dalam

radius 100 meter dari bangunan atau play-ground, tempat rekreasi,

teater terbuka, atau tempat lain dari pertemuan umum yang ditempati

sebesar 20 orang atau lebih minimal 5 hari seminggu selama 10

minggu dalam jangka waktu 12-bulan. Hari-hari dan minggu tidak

perlu berturut-turut.

Class 4. Ini adalah setiap lokasi kelas unit dimana bangunan dengan empat atau

lebih pernah ada di atas tanah tersebut.

Class Location Design Factor, F

1 0.72

2 0.60

3 0.50

4 0.40



Tabel 3.2.4. Pipeline Internal Design Pressures and Test Pressures



Tabel 2.1.1. Daftar potensial material dalam tanah dan air



LAMPIRAN GAMBAR

Gambar 3.2.1 Insulating Flange Arrangement



Gambar 3.2.3. Gambar Wiring Diagram ICCP untuk pipa Gas Petroleum



LAMPIRAN PHOTO

Photo-1

Insulating Flange di PJB Tie-In Area yang diperkirakan telah terjadi “short”



Photo-2

Peralatan yang digunakan untuk pengetesan kebocoran arus di Insulating

Flange (Battery kering12V, Variable Resistor, Digital Multimeter, Digital

DC Clampmeter dan Cu/CuSO4 Ref. Cell)



Photo-3

Pengukuran Voltage Drop diantara sisi Flange dengan injeksi arus di IF-

6 PJB Tie-In Area



Photo-4

Pengukuran aliran arus (4.84 ampere) yang melewati test circuit di IF-6.

Nilai arus yang besar mengindikasikan resistansi yang rendah di flange



Photo-5

Pengukuran aliran arus yang melewati test circuit di IF-6. Positive

circuit di sambungkan ke baut, tidak ada arus yang mengalir, hal ini

mengidikasikan bahwa baut insulation sleeve and washer kondisinya

bagus



Photo-6

Salah satu baut ditemukan tanpa Insulating Sleeve di IF-

4 (Incoming Petroleum Gas Pipeline di Hess Metering

Unit)



Photo-7

Seluruh Hess Metering Unit structure mendapat ICCP Current dan

menjadi terproteksi, karena terjadi kebocoran di insulation IF-4



LAMPIRAN REFERENSI











Documents

TUGAS AKHIR - · PDF fileMaryanta Purwanta, TUGAS AKHIR TEKNIK MESIN UNIVERSITAS GRESIK ii Anlisis sistem proteksi korosi untuk pipa Petroleum Gas material API-5L