1
Analisa Perbandingan Teknis dan Ekonomis 3 (Tiga) Jenis Anode Tumbal Dalam Pencegahan Korosi Pada Lambung Kapal
Zukhrof Romadhon1, Pekik Mahardhika2, Subagio So’im3
Program Studi Teknik Permesinan Kapal, Jurusan Teknik Permesinan Kapal, Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya, Indonesia1
Program Studi Teknik Perpipaan Kapal, Jurusan Teknik Permesinan Kapal, Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya, Indonesia2
Program Studi Teknik Permesinan Kapal, Jurusan Teknik Permesinan Kapal, Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya, indonesia3
Email: rzukhrof40@gmail.com
Abstract - Corrosion is the most common problem, including in ship industry, because the sea is an area that has very high corrosivity, therefore to avoid damage and losses due to corrosion, corrosion protection is needed on the plate.
One of the corrosion protection methods used is cathodic protection using the SACP (Sacrificial Anode Cathodic Protection) method. This research discusses the selection of 3 types of good anodes to be recommended to the company based on technical aspects, namely the rate of corrosion by conducting electrochemical testing and economic aspects, namely the need and cost and calculating the remaining life value of the plates. From the research results, the lowest corrosion rate was obtained from aluminum anode which was 0.085 mm / year, while for the highest corrosion rate value was obtained from magnesium anode which was 1.92 mm / year. The total requirement for zinc anode is 25 pieces at a cost of Rp. 7,000,000, for the type of aluminum with a total of 8 pieces at a cost of Rp. 2,240,000 and for magnesium requires 35 pieces at a cost of Rp. 7,000,000. For the highest remaining life is obtained from aluminum anode, namely 2.4 years, while the low remaining life aling value is obtained from zinc anode, namely 0.15 years.
Keywords : Corrosion, Cathodic Protection, SACP, Corrosion Rate, Remaining Life
Nomenclature
S Luasan basah/ tercelup kapal Lpp Panjang Kapal
B Lebar Kapal
T Tinggi Sarat Kapal Cb Koefisien Blok A Luasan rudder kapal Ig Total arus Proteksi
Is Kepadatan Arus
Mg Kebutuhan Massa Anode Qg Effisiensi elekrokimia C1 Faktor Jenis Kapal C2 Faktor Rudder Kapal C3 Faktor profil Rudder C4 Faktor Letak Rudder Crate Laju Korosi
K Konstanta Faktor
RL Remaining Life
1. PENDAHULUAN
Korosi merupakan masalah yang paling sering terjadi termasuk pada kegiatan perindustrian transportasi laut yaitu kapal. Dikarenakan laut merupakan wilayah yang memiliki sifat korosivitas yang sangat tinggi, kapal sebagai sarana transportsi laut harus mendapatkan perlindungan atau proteksi pada struktur bajanya. Untuk menghindari kerusakan dan kerugian akibat korosi yang terjadi dikapal maka diperlukan perlindungan korosi pada pelat- pelat tersebut. Salah satu cara perlindungan korosi dipakai adalah pemberian atau pemasangan Cathodic Protection dengan metode SACP (Sacrificial Anode Cathodic Protection).
Dilihat dari segi konstruksi dan berdasarkan peristiwa yang sering terjadi bagian paling rawan terjadi korosi yaitu pada lambung kapal.
Dikarenakan bagian ini adalah bagian yang tercelup oleh air laut. Korosi pada pelat lambung
2
Start
tt
End
tt kapal tersebut dapat mengakibatkan turunnya
kekuatan dan umur pakai kapal serta dapat membahayakan keamanan dan keselamatan kapal dan masih banyak bahaya lainnya yang ditimbulkan.
Kemampuan perlindungan anoda korban terhadap pelat baja disebabkan karena adanya perbedaan spesifikasi paduan antara ketiga jenis campuran tersebut tetapi terkadang dilapangan sering ditemui pelat kapal yang terkorosi dikarenakan kurangnya atau tidak sesuainya kebutuhan berat dan jumlah anoda korban yang akan dipasang pada konstruki tersebut, Seperti yang ada pada perusahaan PT Ben Santosa terdapat kapal penumpang KMP. Gerbang Samudra 2 yang telah dipasang Sacrificial Anode jenis anode paduan zinc tetapi tetap mengalami korosi yang terbilang cukup parah. oleh karena itu, pada penelitian ini akan dilakukan analisa baru dengan mengganti anode korban dengan anode campuran alumunium dan juga magnesium. dengan cara menentukan laju korosi dari pelat dengan ketiga jenis anode tersebut. sehingga dapat ditentukan manakah anode yang terbaik yang akan dipilih dalam pencegahan korosi pada kapal KMP.
Gerbang Samudra 2 2. METODE PENELITIAN
Metode pada penelitian kali ini dimulai dari identifikasi masalah , pengumpulan data, tahap perhitungan kebutuhan dan biaya anode, preparasi spesimen, pengujian specimen, perhitungan remaining life , tahap analisa perbandingan , dan kesimpulan. Data yang diperlukan dalam penelitian kali ini meliputi data kapal KMP. Gerbang Samudra 2 serta harga satuan biaya pembelian setiap jenis anode dan dibutuhkan studi literature dalam penelitian ini. Studi literatur pada penelitian ini adalahsebagai berikut:
Pengumpulan Data
Studi lapangan Studi Literatur
Identifikasi Masalah
Preparasi Spesimen
A
`
A
Pengujian Spesimen
Perhitungan Remaining Life
Analisa Perbandingan
Kesimpulan
Perancangan Spesimen Salinitas 3,1% ; Anode Zn, Mg ,Al
Salinitas 3,2%;
Anode Zn, Mg, Al Salinitas 3,3%;
Anode Zn, Mg, Al Salinitas 3,4%;
Anode Zn, Mg, Al Salinitas 3,5%;
Anode Zn, Mg, Al Salinitas 3,6% ; Anode Zn, Mg, Al
Persiapan Alat Uji
3 a. Perhitungan Luasan Area
Perhitungan ini dilakukan untuk mengetaui seberapa luas area yang harus diproteksi. Pada penelitian perhitungan luas area dilakukan pada tersebut yang 2 area saja yaitu pada area lambung kapal dan rudder kapal. Dikarenakna hanya 2 bagian tersebut yang tercelup oleh air laut dan paling rawan korosi. Untuk perhitungan luasan lambung mengacu pada S.A.A.
Harvard, sedangkan untuk luasan rudder kapal mengacu pada BKI Vol 2 Section 14.
𝑆 = 1,025 𝑥 𝐿𝑝𝑝 𝑥 (𝐶𝑏 𝑥 𝐵 + 1,7 𝑥 T)
A = 𝐶1 𝑥 𝐶2 𝑥 𝐶3 𝑥 𝐶4 +1,75 𝑥 𝐿𝑝𝑝 𝑥 𝑇 100
b. Perhitungan Arus Proteksi
Perhitungan Arus proteksi digunakan untuk mengetahui kebutuhan arus yang dibutuhkan pada area tersebut.
Untuk perhitungan arus proteksi ini mengacu pada BKI Vol G section 8 Berikut ini merupakan rumus arus proteksi
Ig =𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑥 𝐼𝑠 1000
c. Perhitungan Kebutuhan Anode
Perhitungan kebutuhan dilakukan untuk menentukan jumlah massa anode yang akan digunakan pada area tersebut setelah mendapatkan nilai massa anode maka selanjutnya menentukan jumlah buahnya dengan cara membagi massa anode dengan berat satuan anode. Untuk perhitungan massa anode mengacu pada BKI Vol G section 8.
𝑀𝑔 =𝐼𝑔 𝑥 𝑡𝑠
𝑄𝑔
d. Perhitungan Minimum Thickness
Ketebalan minimum adalah ketebalan yang diperbolehkan agar plat yang digunakan pada kondisi aman.
Perhitungan minimum thickness pada kapal ini mengacu pada BKI Vol 2 Section 6 𝑇𝑚𝑖𝑛 = (𝐿𝑝𝑝 𝑥 𝐾)1/2
e. Perhitungan Remaining Life
Sisa umur pakai dari pelat kapal bergantung pada nilai laju korosi dan juga selisih antara tebal actual dengan tebal minimum pelat maka dari dibutuhkan nilai selisih tebal dan nilai laju korosinya.
Untuk perhitungan remaining life mengacu pada API 570 .
Remaining Life = 𝑇𝑎𝑚−𝐾.𝑇𝑚𝑖𝑛
𝐶𝑟𝑎𝑡𝑒
3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1. Hasil Laju Korosi
Hasil laju korosi dalam peneitian ini didapatkan dari pengujian laju korosi menggunakan metode elektrokimia yang dilakukan di Laboratorium dengan varisi jenis anode dan kadar salinitas air laut. Berikut merupakan tabel hasil laju korosi dengan metode elektrookimia dari setiap specimen uji.
Tabel 3.3. Hasil Laju Korosi
Dilihat dari hasil perhitungan laju korosi bahwa setiap jenis anode mengalami perbedaan laju korosi. . Berdasarkan hasil tabel, didapatkan nilai corrosion rate tertinggi adalah spesimen dengan kondisi salinitas 3,6% dengan jenis anode paduan
4 magnesium yaitu 1,9205 mm/year, sedangkan nilai corrosion rate terendah didapatkan dari spesimen dengan kondisi salinitas air laut 3,1% dengan jenis anode alumunium yaitu 0,085 mm/year. Untuk memudahkan analisa maka dibuatlah grafik sebagai berikut :
Gambar 3.1 Pengaruh Jenis Anode dan Kadar Salinitas Laju Korosi Material BKI grade A 3.2. Hasil Kebutuhan dan biaya
Sebelum menentukan kebutuhan dari setiap anode maka sebelumnya ditentukan luas area yang akan diproteksi serta total arus proteksi pada area tersebut.
Tabel 3.2. Hasil Perhitungan Area Area
Hull 673,216 m2
Rudder 2,463 m2
Tabel 3.3. Hasil Total Arus Proteksi Total Arus
Hull 8,0785 Amps
Rudder 0,3694 Amps
Setelah didapatkan nilai luas area serta total arus proteksi maka dapat ditentukan jumlah kebutuhan dari setiap jenis anode .
Tabel 3.4. Hasil Kebutuhan Anode Bagian Anode
Al
Aonode Zn
Anode Mg
Hull 7 23 33
Rudder 1 2 2
Total 8 25 35
Setelah didapatkan jumlah anode yang dibutuhkan maka selanjutnya dilakukan analisa biaya untuk setiap jenis paduan anode. Berikut ini merupakan tabel total biaya yang dibutuhkan berdasarkan jumlah kebutuhan dari setiap jenis anode.
Tabel 3.5. Hasil Biaya Jenis Anode Harga
Satuan
Jumlah Anode
Total Harga
Zinc Rp. 280.000 25 Rp.
7.000.000 Alumunium Rp. 280.000 8 Rp.
2.240.000 Magnesium Rp. 200.000 35 Rp.
7.000.000 Dari grafik di atas didapatkan kesimpulan bahwa untuk anode alumunium memiliki laju korosi yang rendah, sedangkan untuk anode magnesium memiliki laku korosi yang paling tinggi. Maka sebagai pertimbangan pemilihan anode dalam pencegahan korosi pada lambung kapal berdasarkan laju korosinya maka anode alumunium dapat direkomendasikan kepada perusahaan dikarenakan biaya yang murah dan laju korosi yang rendah..
3.3. Hasil Perhitungan Remaining Life
Tabel 3.4 Hasil Perhitungan Remaining Life 0
0,5 1 1,5 2 2,5
3,10% 3,20% 3,30% 3,40% 3,50% 3,60%
Spesimen Dengan Anode Zn Spesimen Dengan Anode Al Spesimen Dengan Anode Mg
Laju Korosi (mm/year)
Salinitas (%)
5
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
3,10% 3,20% 3,30% 3,40% 3,50% 3,60%
Spesimen Dengan Anode Zn Spesimen Dengan Anode Al Spesimen Dengan Anode Mg
Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa spesimen dengan nilai remaining life paling tinggi adalah spesimen dengan jenis alumunium dengan kadar slinitas 3,1% yaitu 2,4 tahun dan untuk nilai remaning life paling rendah adalah spesimen dengan anode zinc pada kadar salinitas 3,6% yaitu 0,159 tahun atau lebiih tepatnya 1,92 bulan saja.Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa anode jenis paduan alumunium dapat direkomendasikan kepada perusahaan untuk menanggulangi korosi yang terjadi pada lambung kapal KMP. Gerbang Samudra 2 untuk mempermudah analisa dibuatlah grafik seperti ini.
Gambar 3.2 Pengaruh Jenis Anode dan Kadar Salinitas terhadap Remaining lifeMaterial BKI
grade A
4. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil perhitungan dan analisa pada bab sebelumnya, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Nilai corrosion rate tertinggi didaptkan dari specimen dengan jenis anode magnesium pada kadar salinitas 3,6%. Dan untuk nilai corrosion rate terendah didapatkan dari spesimen dengan anode alumunium pada kadar salinitas 3,1% . Dari hasil pengujian laju korosi dapat disimpulkan bahwa dan salinitas mempengaruhi laju korosi. Semakin tinggi salinitas maka laju korosi semakin tinggi pula begitu juga dengan sebaliknya.
2. Dari hasil perhitungan kebutuhan anode diperoleh jumlah berat SACP Zinc sebesar 100 Kg untuk SACP magnesium sebesar 70 Kg dan untuk SACP Alumunium sebesar 30,4 Kg.
Semakin berat SACP yang dipasang pada kapal maka semakin besar tahanan kapal. Dan dari
hasil Perhitungan biaya untuk SACP Zinc memerlukan biaya Rp. 7.000.000 begitu juga dengan SACP magnesium. Sedangkan untuk alumunium memerlukan biaya sebesar Rp.
2.240.000. Maka dilihat dari aspek ekonomis dan teknis maka anode alumunium dapat direkomendasikan karena biaya yang murah dengan laju korosi yang paling rendah.
3. Pada perhitugan remaining life , spesimen dengan jenis anode zinc memiliki niali remaining life paling rendah yaitu 0,16 tahun saja atau 1,92 bulan saja sedangkan untuk nilai remaining life tertinggi didapatkan pada spesimen dengan jenis anode alumunium yaitu dengan nilai 2,4 tahun.Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa jenis paduan alumunium dapat direkomendasikan kepada perusahaan untuk menanggulangi korosi yang terjadi pada lambung kapal kapal Gerbang Samudra 2 5. UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis menyadari untuk penyelesain dan penyusunan jurnal ini tidak terlepas dari kerja sama , bantuan dan bimbingann dari berbagai terutama kepada tuhan yang maha esa yang telah mengijinkan Penulis untuk menyelesaikan jurnal ini. Penulis pun menyadari bahwa masih banyak kesalahan dan jurnal ini masih jauh dari kesempurnaan. Harapan penulis dapat mendapatkan krtik atau saran yang baik supaya penelitian yang telah dilakukan menjadi lebih baik lagi. Dan semoga Jurnal ini bermanfaat bagi pembaca.
6. DAFTAR PUSTAKA
[1] API 570. Piping Inspection Code: InService Inspection, Rating, Repair, and Alteration of Piping Systems.
(2016). Washington DC: American Petrolium Institute.
[2] BKI. Vol G section 8, Cathodic Corrosion Protection. (2004)
[3] BKI. Vol II section 14, Rudder and Manouvering Arrangement.(2014)
[4] Sv.A.A Harvald. (1992). Tahanan dan Propulsi kapal.
Remaining Life(year)
Salinitas(%)
6
