ANALISA TEKNIS DAN EKONOMIS PENGGUNAAN ICCP (IMPRESSED CURRENT CATHODIC PROTECTION) DIBANDINGKAN DENGAN SACRIFICIAL ANODE DALAM
PROSES PENCEGAHAN KOROSI
Oleh : Afif Wiludin NRP 4108 100 110 Dosen Pembimbing : Ir. Heri Supomo, Msc.
JURUSAN TEKNIK PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
ABSTRAK
Perlindungan badan kapal
terhadap korosi
dengan menggunakan metode cathodic protection
(perlindungan katodik) pada prinsipnya adalah sel
elektrokimia untuk mengendalikan korosi dengan
mengkonsentrasikan reaksi oksigen pada sel
galvanik dan menekan korosi pada katoda dalam sel
yang sama. Pada proteksi katodik, logam yang akan
dilindungi dijadikan katoda dan reaksi oksidasi
terjadi di anoda. Ada dua macam cathodic protection
yaitu Sacrificial Anode Cathodic Protection (SACP) dan
Lanjutan Abstrak
Di PT.DPS terdapat kapal tanker milik
PERTAMINA yaitu kapal KASIM, pada kapal
tersebut dipasang SACP secara temporary
untuk
perlindungan
korosi
selama
pembangunan, Setelah launching dipasang ICCP.
Dilakukan penelitian tentang analisa teknis dan
ekonomis penggunaan ICCP dibandingkan
dengan SACP dalam proses pencegahan korosi.
Dengan dibandingkan dalam jangka 20 tahun
dan digunakan perhitungan sesuai standard,
akan didapatkan perbandingan dari segi teknis
dan ekonomis
LATAR BELAKANG MASALAH
Dewasa ini banyak kapal yang menggunakan
sistem SACP untuk pengendalian korosi pada
badan kapal, padahal selain SACP ada metode
cathodic protection yang lain, yaitu sistem ICCP,
akan tetapi sistem ICCP jarang dipakai di
kapal-kapal Indonesia. Oleh karena itu perlu
dilakukan analisa sistem mana yang lebih
menguntungkan dari segi teknis dan ekonomis,
dalam mengendalikan proses korosi pada badan
kapal.
RUMUSAN MASALAH
Bagaimana perbandingan teknis sistem
ICCP dan SACP
Bagaimana perbandingan ekonomis
TUJUAN
Menganalisa perbandingan secara
teknis, antara sistem ICCP dan SACP
Menganalisa perbandingan secara
ekonomis, antara sistem ICCP dan
SACP
MANFA’AT
Secara akademis :
Data valid yang telah dihasilkan dalam tugas akhir ini
dapat digunakan sebagai sumber pustaka
Dapat menjadi acuan data dalam keperluan
informasi perbandingan antara ICCP dan SACP dari
segi teknis maupun ekonomisnya.
Secara praktis :
Dapat mengetahui perbandingan,keunggulan dan
kelemahan antara penggunaan ICCP dengan SACP
Dapat dijadikan acuan oleh pihak galangan dan
industri maritim dalam menentukan pemilihan
sistem proteksi terhadap kapal.
BATASAN MASALAH
Perbandingan ICCP dan SACP dilakukan pada
kapal KASIM, yaitu kapal tanker milik
PERTAMINA yang dibangun di PT. DPS Surabaya
Terdapat 2 variasi sistem yang pertama ICCP dan
SACP
Kerapatan arus yang mengalir pada kapal
dianggap merata
Perhitungan arus total dilakukan saat kapal
dalam keadaan statis.
Kondisi lingkungan dan operasional pada
kapal dianggap normal.
Dalam analisa ekonomis, selama waktu 20 tahun
kurs rupiah dianggap sama saat penelitian
dilakukan.
FLOWCHART
Latar Belakang
•Korosi bersifat merusak dan merugikan
•Ada 2 sistem pencegahan korosi secara katodik, yaitu SACP dan ICCP
•Dibutuhkan analisa secara teknis dan ekonomis untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan kedua sistem untuk pertimbangan sistem mana yang menguntungkan untuk pembangunan sebuah kapal
Rumusan Masalah
1Bagaimana perbandingan teknis sistem ICCP dan SACP
2Bagaimana perbandingan ekonomis sistem ICCP dan SACP
Studi Literatur
•Tugas Akhir
•Teori-teori yang berhubungan dengan korosi
•Teori-teori yang berhubungan dengan Cathodic Protection
•Teori-teori yang berhubungan dengan pembahasan teknis sistem ICCP dan SACP
•Teori-teori yang berhubungan dengan pembahasan aspek ekonomi sistem ICCP dan SACP
Mulai
Tujuan
1.Menganalisa perbandingan secara teknis, antara sistem ICCP dan SACP
2.Menganalisa perbandingan secara ekonomis, antara sistem ICCP dan SACP
Pengumpulan Data Data Teknis SACP dan ICCP
•Data kapal •Data zinc anode
•Data komponen-komponen ICCP
Data Ekonomis SACP dan ICCP
•Biaya peralatan •Biaya instalasi •Biaya maintenance
TIDAK
LANJUTAN FLOWCHART
Analisa Teknis ICCP dan SACP
•design •Instalasi •Maintenability
Analisa Ekonomis ICCP dan SACP
•Biaya peralatan •Biaya instalasi •Biaya maintenance
Kesimpulan dan Saran
Perhitungan
•Perhitungan luasan kapal yang terproteksi oleh SACP dan ICCP
•Perhitungan berat dan jumlah zinc anode yang dibutuhkan kapal untuk melindungi terhadap korosi
•Perhitungan total arus yang dibutuhkan untuk sistem ICCP •Perhitungan jumlah dan hambatan anoda untuk sistem ICCP •Perhitungan tahanan kabel untuk sistem ICCP
•Perhitungan kapasitas potensial rectifier untuk ICCP
Selesai
A
Pertanyaan
•Apakah didapatkan perbandingan secara teknis antara sistem ICCP dan sistem ICCP •Apakah didapatkan perbandingan secara ekonomis antara sistem ICCP dan sistem ICCP
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
DATA KAPAL KASIM
Material plat
: SA 36 (Mildsteel Great A)
Length over all(LOA)
: 108 meter.
Length of water line(LWL)
: 103,80 meter.
Length Perpendicular (LPP)
:102 meter.
Depth Moulded(H)
: 9,30 meter.
Breadth Moulded(B)
: 19,20 meter
Draught Design(T)
: 6 meter.
Block Coefficient(CB)
: 0.7754
Service speed
: 12 knots
Complement
: 26 persons
Analisa Teknis Sistem ICCP
Tahap Design
Data Anoda
Elliptical Anode buatan Cathelco
Material : Titanium
Lapisan anoda : dilapisi mixed metal oxide (MMO)
Bentuk anoda : elliptical anode (elips) buatan Cathelco Kapasitas arus maximal anoda : 50 A
Setengah diagonal sisi terpanjang anoda (a) : 57,2 cm Setengah diagonal sisi terpendek anoda (b) : 34,3 cm
Panjang kabel tembaga : 70 m
Luas penampang kabel tembaga : 25 mm²
Lanjutan Analisa Teknis Sistem ICCP
Perhitungan sistem ICCP sesuai dengan DnV RP B104
1) Luasan kapal yang diproteksi
WSA = (1,8 x Lpp x T) + (Cb x Lpp x B) Akemudi = [ 1+25 . (B/Lpp )² ]
Aproteksi= WSA + Akemudi
Dimana:
• WSA = luasan basah kapal (m2)
• A kemudi = luasan basah kemudi kapal (m2)
• Lpp = length of water line (m) • T = sarat moulded (m)
• B = lebar moulded (m) • CB = block coefficient.
• A proteksi =Luasan basah total yang harus diproteksi (m2)
Setelah dilakukan perhitungan, didapatkan A proteksi =
Lanjutan Analisa Teknis Sistem ICCP
2)
Total arus yang dibutuhkan
Ip = CD x A proteksi
• Ip = total arus yang diperlukan untuk melindungi
hull kapal (A)
• CD = densitas arus yang digunakan pada kondisi
kerja (A/m
2)
• A = luasan basah yang dilindungi (m
2)
Setelah dilakukan perhitungan, didapatkan
Lanjutan Analisa Teknis Sistem ICCP
3)Jumlah anoda
Dilakukan perhitungan bertahap sehingga didapatkan
jumlah anoda yang diperlukan dan besarnya tahanan
total anoda
n = Ip : Ia
Dimana:
N = jumlah anoda
Ia = kapasitas arus maximal anoda (A)
Ip = total arus yang diperlukan untuk melindungi hull kapal (A) R = tahanan individual anoda (ohm)
⍴= resivitas lingkungan (ohm.cm) A = luas anoda (cm2)
F = Faktor interferensi Sa= jarak antar anoda (m)
Rn= tahanan total anoda (ohm)
Setelah dilakukan perhitungan, didapatkan Jumlah Anoda = 2
4)
MenentukanTahanan Kabel
• Rc = Pc x L
• Rs = R1 + R2 + R3 + …
Dimana:
• Rc = tahanan kabel (ohm)
• Pc = tahanan konduktifitas kabel (ohm/m)
• L = panjang kabel (m)
• Rs = tahanan total seri (ohm)
Setelah dilakukan perhitungan, didapatkan tahanan kabel
5)
Menentukan Kapasitas Potensial Rectifier
•
ITR = Ip
•
Vdc = VTR
•
Vdc = Ip x (Rn + Rs)
Dimana:
• ITR = kapasitas arus rectifier (A)
• Vdc = potensial keluaran rectifier (V)
• VTR = kapasitas potensial rectifier (V)
Setelah dilakukan perhitungan, didapatkan kapasitas
TAHAP INSTALASI ICCP
Setelah melewati tahap desain maka diketahui bahwa anoda yang
dibutuhkan pada Kapal KASIM adalah 2 buah, dan elektode
reference 2 buah. Anoda dipasang pada posisi gading 10,5 pada
portside dan starboard kapal dan tinggi 2100 mm dari baseline,
sedangkan elektrode reference dipasang pada gading 29,5 pada
portside dan starboard kapal dan pada ketinggian 3500mm dari baseline. Teknis instalasinya yaitu pembuatan tempat untuk anoda
di lambung dan dudukan rectifier di kamar mesin.
Sistem pemasangan anoda berdasarkan pada National Assosiation
Corrosion Engineering (NACE) RP0176-2003, berikut tahapan pemasangan anoda, kabel, rectifier, dan junction box :
Sesuai dengan code NACE RP0176-2003 pada poin 6.5.2
menyatakan bahwa rectifier harus dipasang pada daerah yang yang tidak bersuhu ekstrim dan tidak mudah terkontaminasi. Maka
LANJUTAN TAHAP INSTALASI ICCP
•
Pemasangan anode harus aman dari kepecahan dan
kerusakan.
•
Penyambungan dari masing-masing junction box menuju
rectifier harus dipastikan bahwa kabel menghubungkan
kutub positif (+) rectifier dengan anoda. Serta kabel
menghubungkan kutub negatif (-) rectifier dengan kapal. Hal
ini sesuai dengan NACE point 6.5.2.5
•
Sambungan kabel dipastikan menyalurkan arus dari rectifier,
baik ke anode maupun ke kapal. Serta sistem sambungan
diatas bersifat tertutup karena melindungi dari kelembapan
dan terisolasi dari lengkungan.
POWER SUPLY
Transformer Rectifier (TR) tipe Thyristor : Power suply model C2130 (CATHELCO)
TAHAP MAINTENANCE ICCP
Untuk sistem maintenance dari sistem ICCP berdasar pada NACE RP0176 section 9.5, berikut langkah-langkah maintenance sistem ICCP pada kapal KASIM :
Pengecekan sumber arus ICCP setiap 2 bulan sekali. Termasuk di
dalamnya pengecekan arus yang keluar, konsumsi power, terlindunginya struktur secara menyeluruh
Semua fasilitas sistem ICCP diinspeksi, termasuk pengecekan
terhadap terjadinya arus pendek, koneksi kabel, akurasi alat ukur, efisiensi rectifier, keseluruhan tahanan yang dilewati
Dilakukan pengecekan dengan voltmeter untuk mengetahui
tegangan pada kapal, sehingga diketahui arus yang mengalir pada kapal, hal ini untuk memastikan kebutuhan arus telah diperoleh oleh kapal, sehingga memastikan bahwa kapal sudah terproteksi.
Pada sistem pengecekan dengan menggunakan voltmeter,
pengecekan dengan cara menempelkan kabel kutub negatif pada kapal dan kutub negatif pada voltmeter, sehingga diketahui nilai voltmeter yang sesuai
TAHAP DESAIN SACP
Data Anoda Anode type : WT 14Z Dimension (L×W×H) : 550×130×50 (mm) Core dimencion : 700×38×6 Nett.Weight : 21.4 kg Gross. Weight : 22.5 kgFaktor Utilisasi Anoda(U) : 0.9
Kapasitas logam(Z) : 780 A.h/kg Current Density (C) : 12 mA/m2
DATA KAPAL YANG DIBUTUHKAN
•
Length Between Perpendicular (LPP) : 120 m
•
Breadth (B)
: 19.2 m
•
Design Draught (T)
:6 m
•
Block Coefficient (Cb)
: 0.7754
•
Sea Chest Surface Area (A)
Pump Room (P/R)
: 10.52 m
2
Engine Room (E/R)
: 14.98 m
2PERHITUNGAN
Perhitungan berdasarkan Sumber : handout Calculation Temporary
Cathodic protection(WT ZINC ANODES) for 6500 LTDW Oil product tanker Pertamina
a. Luasan yang dilindungi
A = Lpp × [(1.8 × T ) + (Cb × B )]
Setelah dilakukan perhitungan Didapatkan A =2.620,14 m2
Karena proteksi Zinc Anode bersifat sementara, maka
direncanakan hanya 60% dari total luasan jadi 60%x 2.620,14 = 1572.08 m2
PERHITUNGAN
a. Berat Anode yang dibutuhkan
W=
Setelah dilakukan perhitungan, didapatkan W= 470.82 kg Jumlah Anode yang dibutuhkan
n=
Setelah dilakukan perhitungan, didapatkan n =22 biji
Dibutuhkan 2 zinc anode dengan berat masing-masing 3.2 kg di
Pump room
Dibutuhkan 2 zinc anode dengan berat masing-masing 4.5 kg di
Engine room
Dibutuhkan 1 zinc anode dengan berat masing-masing 0.7 kg di
TAHAP INSTALASI SACP
Pada tahap instalasi pemasangan anoda dilakukan sebelum kapal
diluncurkan. Anoda dipasang dengan cara dilas pada bagian lengan anoda dan disambungkan langsung pada badan kapal. Pada bagian lengan anoda yang dihubungkan langsung pada kapal, lapisan coatingnya dihilangkan, hal ini bertujuan agar aliran arus dari anoda lebih efektif, tidak terhambat oleh coating.
Tempat instalasi zinc anode
Hull (WT 14Z = 21.4 kg)
60 % dipasang di separuh belakang kapal = 14 PCs 40 % dipasang di separuh depan kapal = 8 pcs
Sea chest pump room (3.2 kg) = 2 PCs
Sea chest engine room (4.5 kg) = 2 PCs
Sea chest emergency room (0.7 kg) = 1 PCs
TAHAP MAINTENANCE SACP
Untuk sistem maintenance dari sistem
SACP berdasar pada NACE RP0176
Maintenance sistem SACP dilakukan
dengan cara penggantian anoda setiap 2
tahun sekali.
Penggantian dilakukan dengan cara yang
ANALISA EKONOMIS ICCP
TAHAP DESAIN
pembelian satu paket sistem ICCP untuk kapal KASIM yang meliputi
ICCP pada badan kapal dan MGPS pada Seachest biaya pembelian satu paket tersebut sebesar Rp 203.605.000, 00
TAHAP INSTALASI
Deskripsi Waktu (Jam) Jam Orang (Rp) Biaya(Rp)
Pemasangan anoda 9 900.000
Pemasangan rectifier 9 100.000 900.000
ANALISA EKONOMIS ICCP
TAHAP MAINTENANCE
Untuk analisa ekonomis tahap maintenance sistem ICCP dalah zero maintenance yaitu tanpa biaya karena untuk maintenance sudah disediakan fasilitas dari pihak CATHELCO untuk inspeksi setiap 2 tahun sekali dan free atau gratis.
Total Biaya Sistem ICCP
TAHAP BIAYA(Rp)
Desain 203.605.000
Instalasi 1.800.000
Maintenance 0
ANALISA EKONOMIS SACP
TAHAP DESAIN
• Berat total zinc anode yang dibutuhkan tiap 2 tahun = 486,9 kg • Harga 60.000/kg jadi 486,9 x 60.000 = 29.214.000 tiap 2 tahun • Selama 20 tahun = 29.214.000x10= 292.140.000
• Sacrificial anode pada WBT (Water Ballast Tank) 9
PCsx11kgx1.450.000 = 143.550.000, anode bertahan 20 tahun
Total tahap desain, 292.140.000 + 143.550.000 = 435.690.000
TAHAP INSTALASI
Biaya pemasangan anode tiap titik = 200.000, ada 27 titik, jadi
ANALISA EKONOMIS SACP
TAHAP MAINTENANCE
Taha p maintenance selama 20 tahun meliputi
• Recoating WBT 270.000/titik, jadi 270.000x27 = 7.290.000 tiap 2
tahun, jadi selama 20 tahun 7.290.000 X 10 = 72.900.000
TOTAL BIAYA SACP
TAHAP BIAYA(Rp)
Desain 435.690.000
Instalasi 54.000.000
Maintenance 72.900.000
KESIMPULAN
Perbandingan secara teknis
Secara teknis penggunaan sistem ICCP lebih
menguntungkan dibandingkan dengan sistem
SACP, karena kemudahan dalam design,
instalasi dan maintenance.
Perbandingan secara ekonomis
