Dengan Variasi Goresan Lapis Lindung Tubagus Noor Rohmannudin, Sulistijono, Arini Santoso
3. Analisis dan Pembahasan
3.1 Hasil Pengukuran Nilai Resistivitas Tanah
Analisa awal yang dilakukan pada penelitioan kali ini adalah mengukur nilai resistivitas tanah dengan menggunakan metode wenner dengan kondisi tanah yang berbeda dan akan diberi perlakuan yang berbeda dengan memberi perbedaan kadar air. Kadar air yang diberikan adalah 0% dan 25%. Dari hasil pengujian tersebut diperoleh beberapa data untuk pengukuran nilai resistivitas yaitu nilai arus dan potensial. Berdasarkan data yang diperoleh tersebut didapatkan hasil nilai resitivitas setiap jenis tanah
Prosiding Seminar Nasional Material dan Metalurgi (SENAMM VIII) Yogyakarta, 5 November 2015
Departermen Teknik Mesin dan Industri
dengan kadar air yang berbeda, hasil tersebut dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 1. Nilai Resistivitas dengan Variasi Kadar Air
Jenis Tanah
Nilai Resistivitas (ohm.m) Kadar Air
0%
Kadar Air 25% Tanah Pasir (Warna Abu-
abu) 1209.32 82.46
Tanah Rawa 1744.47 92.36
Tanah Pasir (Warna
Hitam Pekat) 2985.04 97.81
Tanah Kapur 6165.39 123.69
Tanah Humus 8040.91 326.44
Dari hasil pengukuran didapatkan bahwa dalam jenis tanah yang sama, semakin besar nilai kadar ait dalam tanah maka akan semakin rendah nilai resistivitasnya. Hal tersebut menunjukkan bahwa setiap peningkatan tersebut terjadi komposisi udara dan air didalam tanah. Menurut Bai Wei (2013), mengatakan bahwa konduktivitas dan resistivitas secara signifikan dipengaruhi oleh kadar air[8]. Sehingga dengan adanya perubahan
kadar air dalam tanah yang meningkat dapat menyebabkan turunya resistivitas, karena nilai hambatan jenis air lebih rendah dibandingkan hambat jenis udara. Hal tersebut dikarenakan air merupakan medium pengatar listrik.
3.2 Pengkondisian Awal Spesimen
Pengkondisian awal dilakukan sebelum instalasi pipa dengan sistem ICCP, dilakukan dengan cara imersi spesimen dalam media tanah selama 8 hari [7]. Pengukuran ini bertujuan untuk
merusak lapisan pasif yang terdapat pada permukaan spesimen dan mengetahui perbandingan nilai potensial sebelum dan sesudah instalasi ICCP. Pengukuran ini menggunakan avometer dan elektroda reference Cu/CuSO4.
Gambar 3. Grafik Hasik Nilai Potensial Awal Dalam Media Tanah dengan Kondisi Kadar Air 0% (A = Full Coating, B = Luas Goresan 500 mm2, dan
C = Tanpa Coating)
Gambar 4. Grafik Hasik Nilai Potensial Awal Dalam Media Tanah dengan Kondisi Kadar Air
25% (A = Full Coating, B = Luas Goresan 500
mm2, dan C = Tanpa Coating)
3.3 Pengukuran Arus Proteksi
Setelah dilakukan pengukuran potensial awal, maka rangkaian ICCP dapat dijalankan dengan mengatur kebutuhan arus sehingga potensial kerja benda -850 mV dimana baja dapat terproteksi. Hasil pengukuran arus proteksi terhadap nilai resistivitas dan kadar air pada hari ke 7 dapat dilihat pada tabel dan gambar berikut.
Tabel 2. Nilai Arus Proteksi Masing-Masing Resisivitas dengan Kadar Air 0%
Resistivitas (ohm.m)
Arus Proteksi Spesimen (mA) Full Coating Goresan 500 mm2 Tanpa Coating 1209.32 0.00009 0.000143 0.002 1744.47 0.00011 0.0002 0.00193 2985.04 0.00007 0.00012 0.0012 6165.39 0.0001 0.0002 0.00113 8040.91 0.000103 0.0002 0.0093
Gambar 5. Grafik Perbandingan Nilai Arus Proteksi demgam Kadar Air 0%
Prosiding Seminar Nasional Material dan Metalurgi (SENAMM VIII) Yogyakarta, 5 November 2015
Departermen Teknik Mesin dan Industri ISBN 978-602-73461-0-9
Tabel 3. Nilai Arus Proteksi Masing-Masing Resisivitas dengan Kadar Air 25%
Resistivitas (ohm.m)
Arus Proteksi Spesimen (mA) Full
Coating 500 mm2 Goresan Coating Tanpa
82.46 0.012 0.026 0.043
92.36 0.009 0.025 0.03
97.81 0.003 0.006 0.0253
123.69 0.0021 0.0053 0.0247
326.44 0.002 0.0067 0.0257
Gambar 6. Grafik Perbandingan Nilai Arus Proteksi dengan Kadar Air 25%
Berdasarkan data tersebut, arus yang dibutuhkan cenderung menurun dengan semakin tingginya nilai resistivitas tanah.
Dapat pula dilihat dengan semakin besar luas goresan lapis lindung yang kontak langsung dengan lingkungan, maka akan semakin tingi arus proteksi yang dibutuhkan. Hal tersebut terjadi karena akibat adanya daerah pada permukaan logam yang terekspose lingkungan sehingga mengakibatkan terjadi reaksi oksidasi yang berlanjut dengan inisiasi korosi. Pasokan elektron yang semakin tinggi berguna untuk menghidari terjadinya korosi yang lebih parah[9]. Oleh sebab
itu, arus proteksi yang diberikan harus lebih besar karena arus proteksi berbanding lurus dengan arus elektron[10}.
Dari hasil pengukuran arus proteksi yang didapatkan pada hari ke tujuh, dapat dilihat bahwa dalam kadar air yang sama, semakin besar nilai resistivitas tanah maka semakin rendah kebutuhan arus yang diberikan pada pipa. Atau dengan kata lain semakin rendah nilai resistivitas tanah kebutuhan arus proteksi yang dibutuhkan akan semakin tinggi. Hal tersebut disebabkan karena saat
transfer ion bereaksi dengan korosi pada tanah sehingga mengakibatkan resistivitas tanah tinggi, sehingga akan memperlambat reaksi korosi maka arus proteksi yang dbutuhkan rendah[11]. Resitivitas
tanah yang tinggi menunjukan bahwa tahanan total yang dihasilkan tinggi dengan demikian nilai tegangan dorong untuk mengatasi sel korosi juga tinggi, maka membutuhkan arus proteksi yang rendah. Atau dengan kata lain dengan nilai resistivitas tanah yang rendah akan menghasilkan tahanan sirkuit yang rendah pula, sehingga sel korosi mampu menghantarkan aliran arus korosi menjadi lebih muda, akibatnya laju korosi dipercepat sehingga membutuhkan arus proteksi yang tinggi[12].
Dan pada tanah yang bertekstur lebih halus (tanah liat yang pada umunya memiliki ukuran partikel >0.002 mm) sehingga memiliki partikel yang lebih padat dan kapasitas pori untuk difusi air atau gas lebih sedikit dibandingkan tanah yang memiliki tekstur kasar (pasir yang pada umunya memiliki ukuran partikel >2 mm). Ruang pori pada tanah mengandung air atau gas. Kapasitas pori yang semakin besar (pasir) maka akan membutuhkan arus proteksi yang lebih besar pula karena lebih bersifat korosif.
Selain itu, pada tanah rawa yang pada umumnya memiliki kandungan ion klorida yang tinggi, menyebabakna resistivitas tanah yamg rendah. Karena dengan adanya ion klorida akan bersifat merusak ketika bereaksi dengan larutan anodik logam. Sedangkan pada tanah kapur, umunya mengandung magnesium dan calcium,
serta pada tanah humus mengandung elemen yang hampir sama dengan tanah kapur yaitu calcium, magnesium dan potassium. Dimana elemen tersebut
akan membentuk oksida yang tidak larut. Endapan yang tidak larut tersebut akan menghasilkan lapisan protektif pada permukaan logam sehingga mengurangi aktivitas korosi. Sehingga nilai arus proteksi yang dibutuhkan rendah.
Dari gambar tersebut juga dapat dilihat dengan bertambahnya kadar air dalam tanah akan menyebabkan nilai kebutuhan arus proteksi akan semakin tinggi pula. Hal tersebut dikarenakan banyaknya air pada tanah maka akan semakin mudah ionisasi elektrolit dalam tanah sehingga memudahkan aliran arus akibat aktivitas korosi dan kadar air dalam tanah berhubungan dengan konsentrasi oksigen dalam tanah. Kadungan oksigen pada tanah secara langsung berhubungan dengan ruang pori dan kandungan air. Pada tanah yang kering, kondisi menjadi aerob dan difusi oksigen menjadi lebih cepat. Perubahan kering ke
Prosiding Seminar Nasional Material dan Metalurgi (SENAMM VIII) Yogyakarta, 5 November 2015
Departermen Teknik Mesin dan Industri
bassah atau anaerob ke aerob, akan meningkatkan laju korosi daripada lingkungan tanah yang konstan. Konsentrasi oksigen meningkat dengan fluktuasi air dan udara, kapasitas pori yang besar maka akan memudahkan penetrasi air ke dalam tanah sehingga meningkatkan kelembaban tanah dan bersifat lebih korosif[11].
4. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Pengaruh dari resistivitas tanah yang semakin besar, akan menyebabkan kebutuhan arus proteksi yang semakin kecil, Hal tersebut dikarenakan resistivitas dengan nilai yang tinggi memiliki tahanan yang tinggi pula (atau bersifat isolator) sehingga arus proteksi yang dibutuhkan kecil.
2.
Pengaruh kadar air yang semakin meningkat, maka kebutuhan arus proteksi akan semakin besar. Hal tersebut dikarenakan dengan bertambahnya jumlah kadar air dalam tanah akan mempermudah aliran arus karena air merupakan media penghantar listrik.Daftar Pustaka
[1] Bardal, Einar. 2003. Corrosion and Protection.
Trondheim: Norway.
[2] J. Wu, S. Xing, F. Yun, “The Influence of Coating Damage on The ICCP Cathodic
Protection Effect,” Luoyang Ship Material Research Institute, P.R.China (2009)
[3] API Specification 5L. Forty Second Edition.
2000. STD API/PETRO Spec 5L-ENGL 2000- 0732290 0618044970.
[4] Callister, William. D. Jr,. 2006. Fundamentals of Materials Science and Engineering. Seventh Edition. USA: John Wiley & Sons Inc.
[5] A,W,Peabody. 2001. Control of Pipeline Corrosion. Edited by Ronald L Bianchetti. Texas: NACE International the Corrosion Society.
[6] NACE SP0169-2007, Control of External Corrosion on Undergrounf or Submerged Metallic Piping Systems. Diakses tahun 2014. (Online) Available at http//www.nace.org [7] NACE TM 0169-95 “Laboratory Corrosion
Testing of Metals”
[8] Wei, Bai. 2013. Effect of Physical properties on Electrical Conductivity of Compacted Lateritic Soil. Jurnal terpublikasi : Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering,
[9] Moch. Nurus Shobah, “Pengaruh Goresan Lapis Lindung dan Salinitas Air Laut Terhadap
Arus Proteksi Sistem Impressed Current Cathodic Protection (ICCP) pada Pipa API 5L
Grade B,” Tugas Akhir Jurusan Teknik
Material dan Metalurgi, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. (2014)
[10] Departemen Perindustrian dan Perdagangan. (___). Pendidikan dan Pelatihan Inspektur Korosi. Jakarta: Balai Besar Bahan dan Barang
Teknik.
[11] Prameswari, Bunga. 2008. Studi Efektifitas Lapis Galvanis terhadap KetahananKorosi Pipa Baja ASTM A53 di Dalam Tanah (Underground Pipe).Depok : Universitas
Indonesia
Prosiding Seminar Nasional Material dan Metalurgi (SENAMM VIII)
Yogyakarta, 5 November 2015
Departermen Teknik Mesin dan Industri ISBN 978-602-73461-0-9
