penelitian anode
TRANSCRIPT
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 1/83
COMPUTER PROGRAM FOR DESIGNING CATHODIC
PROTECTION SYSTEM SACRIFICIAL ANODE METHOD
MUTIA DELINA
6305000157
GRADUATE PROGRAM IN MATERIAL SCIENCE
FACULTY OF MATHEMATIC AND SCIENCES
INDONESIA UNIVERSITY
2007
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 2/83
PEMBUATAN PERANGKAT LUNAK PEMBANTU
PERANCANGAN PROTEKSI KATODIK
SISTEM ANODA KORBAN
Tesis diajukan sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
Magister dalam bidang ilmu material
MUTIA DELINA
6305000157
PROGRAM STUDI MATERIAL SCIENCE
PROGRAM PASCA SARJANA
UNIVERSITAS INDONESIA
2007
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 3/83
ABSTRAK
Korosi atau karat merupakan peristiwa penurunan mutu material pada bahan
logam akibat intraksi yang tidak menguntungkan dengan lingkungan. Korosi tidak
dapat dihindari atau dihilangkan, namun dapat dikendalikan dengan melakukan
proteksi katodik sistem anoda korban, yaitu memasang anoda korban pada bagian
yang hendak diproteksi. Pemasangan anoda korban memerlukan desain yang tepat
dan akurat agar sesuai dengan kebutuhan arus proteksi. Oleh karena itu diperlukan
sebuah perangkat lunak atau program yang dapat digunakan untuk membantu
perancangan desain proteksi katodik system anoda korban. Perangkat lunak ini
nantinya dapat diaplikasikan pada beberapa kasus seperti proteksi untuk pipa baja,
tiang penyangga dermaga dan lambung kapal baja. Perangkat lunak proteksi katodik
system anoda korban memerlukan input luas area yang akan diproteksi, jenis anoda
yang akan dipergunakan, berat anoda dan umur desain proteksi. Output dari
perangkat lunak ini antara lain jumlah anoda yang diperlukan, jarak pemasangan
antar anoda, pemasangan anoda yang efektif (horizontal atau vertical). Perangkat
lunak ini dibuat dengan menggunakan software Microsoft Visual Basic 6.0.
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 4/83
ABSTRACT
Corrosion or rust is degradation of metal quality because of its disadvantages
interaction with environment. We cannot avoid corrosion or annihilate it, but we can
prevent it by protecting the metal with sacrificial anodizing system of cathodic
protection. Sacrificial anodizing system is the sacrificial anode setting in the area that
needs protection. The setting needs good design. So the design will appropriate with
the current protection necessity. Because of that we need a program to help us for
planning the protection design. The program will be applied in some cases such as
protection for steel pipe, quay pole and ship hull. It needs some inputs, which are the
wide area, kind of anode, weight of anode and the age of protection. This program
output would be amount of anode, distance set between anode, effectiveness setting
of anode (horizontal or vertical). The program is created using Microsoft Visual Basic
6.0 software.
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 5/83
i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah
memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis
yang berjudul :
“Pembuatan Perangkat Lunak Pembantu Perancangan Proteksi Katodik Sistem
Anoda Korban”
Tesis ini merupakan salah satu peryaratan untuk memperoleh ijazah Magister
pada program studi Ilmu Material Program Pasca Sarjana Universitas Indonesia.
Pada kesempatan yang berbahagia ini penulis ingin menyampaikan ucapan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Dr. Ir. Johny Wahyuadi Soedarsono, DEA, selaku pembimbing yang telah
memberikan pengarahan serta meluangkan waktu bagi penulis untuk
menyelesaikan tesis ini.
2. Bapak Dr. Bambang Soegijono, selaku ketua Program Studi Ilmu Material
Program Pasca Sarjana Universitas Indonesia.
3. Bapak Dr. Mohammad Hikam, selaku sekretaris Program Studi ilmu Material
Program Pasca Sarjana Universitas Indonesia.
4. Staf Pengajar Program Studi Ilmu Material Program Pasca Sarjana Universitas
Indonesia.
5. Ibu Dra. Yuliarsi DR selaku Kepala Divisi Program Pendidikan PP IPTEK yang
telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan tesis ini.
6. Kedua orang tua, Mas Rinto serta adik-adikku yang telah memberikan dukungan
moril dan materiil.
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 6/83
ii
7. Rekan-rekan Mahasiswa angkatan 2005 Program Studi Ilmu Material Program
Pasca Sarjana universitas Indonesia yang telah memberikan semangat dan
bantuan selama pembuatan tesis.
Semoga Allah SWT melimpahkan kebahagiaan dan kesejahteraan atas jasa dan
budi baik yang telah diberikan kepada penulis.
Penulis berharap semoga tesis ini dapat bermanfaat dan penulis juga berharap
pembaca dapat memberikan kritik dan saran demi sempurnanya tesis ini.
Jakarta, Juni 2007
Penulis
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 7/83
iii
DAFTAR ISI
Hal
Lembar persetujuan
Abstrak
Kata Pengantar …………………………………………………………………………. i
Daftar isi ………………………………………………………………………………….. iii
Daftar Gambar …………………………………………………………………………… v
Daftar Tabel ……………………………………………………………………………… vii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah …………………………………………………… 1
1.2 Tujuan Penelitian …………………………………………………………… 2
1.3 Pembatasan Masalah ……………………………………………………… .3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Korosi …………………………………………………………… 4
2.2 Jenis-Jenis Korosi …………………………………………………………... 9
2.2.1 Korosi Merata ……………………………………………………………... 9
2.2.2 Korosi Sumuran …………………………………………………………… 10
2.2.3 Korosi Antar Butir …………………………………………………………. 10
2.2.4 Korosi Erosi …………………………………………………………………11
2.2.5 Korosi Galvanik ...…………………………………………………………. 12
2.2.6 Korosi Celah ………………………………………………………………. 14
2.3 Laju Korosi …………………………………………………………………. 15
2.4 Metode Pencegahan Korosi ……………………………………………… 16
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 8/83
iv
2.4.1 Pelapisan …………………………………………………………………. 16
2.4.2 Perlakuan Lingkungan …………………………………………………. 17
2.4.3 Pemilihan Material ……………………………………………………….. 17
2.4.4 Desain Berlebih dan Perbaikan Desain ………………………………. 17
2.4.5 Proteksi Katodik ……………………………………………………………17
2.5 Rumus-rumus Proteksi Katodik dalam Program …………………………21
2.5 Program Visual basic 6.0 ………………………………………………….. 26
BAB III PROSEDUR PENELITIAN …………………………………………………… 29
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Program perancangan proteksi katodik ……………………………………33
4.2 Melakukan pengujian ………………………………………………………. 38
4.2.1 Uji komposisi ………………………………………………………………. 38
4.2.2 Uji Korosi…………………………………………………………………… 40
4.2.3 Potensial Proteksi………………………………………………………… 49
4.3 Analisi hasil perhitungan ………………………………………………….. 50
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN………………………………………………… 55
Daftar Acuan …………………………………………………………………………… 56
Lampiran 1 – Fowchar Program………………………………………………………. 57
Lampiran 2 – Listing Program………………………………………………………… 60
Lampiran 4 – Beberapa data yang dibutuhkan program …………………………… 71
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 9/83
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Mekanisme Korosi …………………………………………………… 5
Gambar 2.2 Korosi pada permukaan logam………………………………………5
Gambar 2.3 Reaksi elektrokimia pada logam .......................................…………6
Gambar 2.4 Korosi yang terjadi antara tembaga dan besi baja..……………… 9
Gambar 2.5 Korosi Merata ………………………………………………………….9
Gambar 2.6 Mekanisme Korosi Sumuran ………………………………………..10
Gambar 2.7 Korosi Sumuran ………………………………………………………10
Gambar 2.8 Korosi Antar Butir.……………………………………………………..11
Gambar 2.9 Korosi Erosi ……………………………………………………………11
Gambar 2.10 Mekanisme Korosi Galvanik ……………………………………….13
Gambar 2.11 Korosi Galvanik ……………………………………………………..13
Gambar 2.12 Mekanisme Korosi Celah ………………………………………….14
Gambar 2.13 Korosi Celah …………………………………………………………14
Gambar 2.14 Proteksi katodik dengan anoda korban …………………………. 18
Gambar 2.15 Auto List Member ……………………………………………………27
Gambar 2.16 Tampilan IDE Visual Basic 6.0 …………………………………… 27
Gambar 2.17 Window Code ………………………………………………………. 28
Gambar 3.1. Pengamplasan ………………………………………………………30
Gambar 3.2 Sebelum pengamplasan …………………………………………...30
Gambar 3.3 Setelah pengamplasan ……………………………………………. 30
Gambar 3.4 Timbangan BOSCH SAE 200 …………………………………….. 31
Gambar 3.5 Pengecekan sambungan kabel dengan multimeter ……………31
Gambar 3.6 Diagram alir penelitian …………………………………………….. 32
Gambar 4.1 Tampilan awal program …………………………………………….33
Gambar 4.2 Program desain proteksi untuk pipa baja ……………………...….34
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 10/83
vi
Gambar 4.3 Program desain proteksi untuk penyangga dermaga……………34
Gambar 4.4 Program untuk menghitung proteksi pada kapal baja..………….35
Gambar 4.5 Output Program…………………………….….…………………… 35
Gambar 4.6 Perhitungan desain proteksi pada kapal baja…………………... 37
Gambar 4.7 Grafik pengaruh kecepatan air terhadap laju korosi baja
AISI 1020 tanpa proteksi ……..…………………………………. . 41
Gambar 4.8 Perbandingan kebutuhan berat anoda Al data pengujian
dan hasil perhitungan program ……………………………………44
Gambar 4.9 Perbandingan kebutuhan berat anoda seng data pengujian
Dan hasil perhitungan program……………………………………47
Gambar 4.10 Perbandingan kebutuhan berat anoda magnesium data
pengujian dan hasil perhitungan program……………………….49
Gambar 4.11 Efek kecepatan air laut terhadap korosi baja……………………. 51
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 11/83
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Deret Elektrokimia..…………………………………………………….. …… 8
Tabel 2.2 Deret Galvanis ………………………………………………………….. …...12
Tabel 2.3 Standar kimia alloy magnesium………...………………………………… 19
Tabel 2.4 Grade magnesium alloy………..………...………………………………… 19
Tabel 2.5 Komposisi anoda senguntuk lingkungan air laut………………………… 20
Tabel 2.6 Sifat anoda galvanis……………………...………………………………… 21
Tabel 2.7 Beberapa tombol toolbar dan fungsinya.………………………………… 28
Tabel 4.1 Komposisi kimia baja AISI 1020.………………………………………….. 38
Tabel 4.2 Komposisi kimia anoda aluminium………………………………………. 39
Tabel 4.3 Komposisi kimia anoda seng……………………………………………… 39
Tabel 4.4 Komposisi kimia anoda magnesium …………………………………….. 40
Tabel 4.5 Laju korosi baja AISI 1020 ……………….………………….................... 40
Tabel 4.6 Data eksperimen pengaruh kecepatan air terhadap pengurangan
berat anoda aluminium…………………………………………………….. 42
Tabel 4.7 Perhitungan kebutuhan anoda aluminium…………………..….……… 44
Tabel 4.8 Data eksperimen pengaruh kecepatan air terhadap pengurangan
berat anoda seng……………………………………………………………. 44
Tabel 4.9 Perhitungan kebutuhan anoda Zn ……..…………………………........... 46
Tabel 4.10 Data eksperimen pengaruh kecepatan air terhadap pengurangan
Berat anoda magnesium…………………………………………………. 47
Tabel 4.11 Perhitungan kebutuhan anoda magnesium…………………………… 49
Tabel 4.12 Potensial proteksi terhadap pasangan katoda dan anoda….………… 50
Tabel 4.13 Perbedaan nilaikebutuhan berat anoda aluminium hasil eksperimen
Dan hasill perhitungan program…………………………………………. 52
Tabel 4.14 Perbedaan nilai kebutuhan berat anoda seng hasil eksperimen dan
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 12/83
viii
Hasil perhitungan program……………………………………………….. 52
Tabel 4.15 Perbedaan nilai kebutuhan berat anoda magnesium hasil
Eksperimen dan hasil perhitungan………………………………………. 52
Tabel 4.16 Deret elektrokimia……………………………………………..….………… 53
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 13/83
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Korosi merupakan salah satu masalah serius yang berakibat pada timbulnya
kerugian dalam segi pembiayaan. Berdasarkan penelitian di Amerika, korosi telah
menelan biaya ratusan milyar dolar setiap tahunnya. Biaya yang ditimbulkan oleh
korosi telah dipelajari oleh beberapa negara, hasil dari penelitian tersebut
menyatakan bahwa biaya yang ditimbulkan oleh korosi adalah 1 sampai dengan 5%
dari Gross National Product . Biaya tersebut meliputi utilitas 34.7%, transportasi
21.5%, infrastruktur 16.4%, pemerintahan 14.6%, produksi dan manufaktur 12,8%
[1].
Korosi tidak dapat dihilangkan namun dapat dicegah dengan memproteksi
material dari lingkungan. Salah-satunya adalah dengan proteksi katodik sistem
anoda korban. Proteksi katodik sistem anoda korban telah digunakan secara meluas.
Desain yang digunakan merupakan perpaduan antara pengalaman dan data
experiment. Bagaimanapun kegagalan pada proteksi katodik tidak hanya akan
berdapak pada kerugian secara ekonomi, tetapi juga pada keselamatan nyawa
manusia dan lingkungan [2].
Kerugian secara ekonomi terjadi karena perusahaan harus mengeluarkan
beberapa biaya ekstra. Biaya tersebut terbagi dalam biaya langsung berupa;
perbaikan kerusakan material, dan biaya tidak langsung berupa; biaya yang timbul
akibat menurunnya produksi, kentungan dan umur pakai alat.
Proteksi katodik sistem anoda korban memerlukan perhitungan dan
perancangan yang matang agar desain sesuai dengan kebutuhan proteksi material
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 14/83
2
untuk jangka waktu tertentu. Desain yang tepat akan menolong perusahaan dari
extracost akibat dari desain yang berlebihan atau kerusakan karena desain yang
tidak tepat. Oleh karena itu diperlukan sebuah sarana berupa perangkat lunak untuk
membantu desain proteksi katodik, sehingga desain yang yang dihasilkan sesuai
dengan kebutuhan.
Banyak penelitian yang berkaitan dengan perancangan proteksi katodik
denngan menggunakan program komputer antara lain Ernesto Santana dan Robert
Adey [3] dalam The Journal of Corrosion Science and Engineering 2006, meneliti
Validation of Cathodic Protection Design Using Computer Simulation. Kemudian
Ernesto Santana dan Robert Adey [4], meneliti tentang Predictive Modeling of
Corrosion and Cathodic Protection System. V.G DeGiorgi [5] dalam Elsevier 2001,
meneliti tentang Evaluation of Perfect Paint Assumption in Modeling of Cathodic
Protection System. Robert A Adey dan John Baynham [2], dalam Corrosion 2000,
meneliti tentang Design and Optimization of Cathodic Protection Systems Using
Computer Simulation.
1.2 Tujuan Penelitian
1. Membuat perangkat lunak untuk membantu perncangan proteksi katodik system
anoda korban untuk kapal baja, pipa baja dan tiang penyangga dermaga
sehingga dihasilkan keluaran program berupa hasil perhitungan proteksi katodik
system anoda korban.
2. Menghindari kesalahan dalam melakukan disain awal proteksi.
3. Menyediakan perkiraan disain proteksi dengan cepat dan murah.
4. Mengetahui efektifitas pemasangan anoda korban secara horizontal
dibandingkan terhadap pemasangan anoda secara vertikal.
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 15/83
3
1.3 Pembatasan Masalah
1. Program yang digunakan adalah Visual Basic 6.0, karena terbatasnya
kemampuan program ini, maka program hanya dapat digunakan untuk mendisain
proteksi untuk lambung kapal baja, pipa baja dan tiang penyangga dermaga.
2. Material anoda yang digunakan dalam pemograman adalah aluminium, seng dan
magnesium.
3. Untuk validasi, pemodelan dilakukan dengan pengujian laboratorium dengan
metoda kehilangan berat (WGL : Weight Gain Loss)
4. Anoda yang digunakan pada eksperimen hanya aluminium, seng dan
magnesium.
5. Pengambilan data akan memvariasikan kecepatan alir air garam antara lain;
0.00 m/s, 0.09 m/s, 0.18 m/s, 0.27 m/s dan 0.36 m/s
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 16/83
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Korosi
Korosi merupakan penurunan mutu logam akibat reaksi elektrokimia dengan
lingkungannya. Secara umum korosi meliputi hilangnya logam pada bagian yang ter-
ekpose. Korosi terjadi dalam berbagai macam bentuk, mulai dari korosi merata pada
seluruh permukaan logam sampai dengan korosi yang terkonsentrasi pada bagian
tertentu saja.
Korosi pada logam terjadi karena adanya aliran arus listrik dari satu bagian
pada ke bagian yang lain di permukaan logam. Aliran arus ini akan menyebabkan
hilangnya metal pada bagian dimana arus dilepaskan ke lingkungan (oksidasi atau
reaksi anoda). Proteksi terjadi di titik dimana arus kembali ke permukaan logam
(reaksi katoda).
Terdapat empat unsur pokok yang harus dipenuhi agar korosi dapat terjadi.
Jika salah satunya hilang, maka korosi tidak dapat terjadi. Empat unsur pokok
tersebut antara lain;
• Anoda, tempat terjanya reaksi oksidasi.
• Katoda, tempat terjadinya reaksi reduksi.
• Elektrolit, Lingkungan tempat katoda dan anoda ter-ekpose.
• Sambungan logam, katoda dan anoda harus disambung dengan menggunaan
sambungan logam agar arus listrik dapat mengalir.
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 17/83
5
Gambar 2.1 Mekanisme Korosi
Pada logam yang sama, salah satu bagian permukaannya dapat menjadi
anoda dan bagian permukaan lainnya menjadi katoda. Hal ini bisa saja terjadi karena
kemungkinan logam terdiri dari phase yang berbeda, karena permukaan logam
dilapisi dengan kondisi coating yang berbeda, atau karena di permukaan logam
terdapat lebih dari satu macam elektrolit.
Gambar 2.2 Korosi pada permukaan logam
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 18/83
6
Logam dapat dicelupkan pada elektrolit atau permukaan logam dapat
digenangi oleh elektrolit dan membentuk lapisan tipis. Laju korosi bergantung pada
konduktifitas listrik elektrolit. Air murni memiliki konduktifitas listrik yang kurang baik
sehingga laju korosi yang terjadi akan lebih rendah jika dibandingkan dengan larutan
asam yang memiliki konduktifitas listrik tinggi.
Gambar 2.3 Reaksi elektrokimia pada logam
Salah satu contohnya adalah korosi yang terjadi antara seng dan asam HCl.
Berikut ini merupakan gambaran reaksi elektrokimia yang terjadi;
Zn + 2HCl
ZnCl2 + H2
Seng bereaksi dengan larutan asam sehingga membentuk seng clorida dan
melepaskan gas hidrogen ke udara. Reaksi ionik yang terjadi adalah sebagai berikut;
Zn + 2H+
+ 2Cl- Zn
2++ 2Cl
-+ H2
Dengan menghapus Cl- pada kedua sisi, reaksi dapat disederhanakan menjadi;
Zn + 2H+ Zn2+ + H2
(2)
(1)
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 19/83
7
Reaksi di atas dapat dibagi menjadi reaksi anoda dan reaksi katoda.
Zn Zn2+
+ 2e-reaksi anoda
2H+ + 2e- H2 reaksi katoda
Reaksi elektrokimia seperti pada (3) dan (4) hanya dapat terjadi pada nilai
tertentu saja. Jika tersedia elektron pada (4), maka potensial pada permukaan akan
menjadi lebih negatif, kelebihan elektron akan mengakibatkan arus negatif
terkumpul pada logam atau pada larutan menunggu reaksi berikutnya terjadi. Reaksi
tidak akan cukup cepat untuk mengakomodasi semua elektron yang tersedia.
Potensial arus negatif ini disebut dengan polarisasi katodik. Kekurangan elektron
pada metal karena pelepasan elektron yang terjadi pada (3) pada larutan akan
menghasilkan perubahan arus positif yang disebut dengan polarisasi anoda. Jika
kekurangan elektron (polarisasi) semakin besar, kecendrungan pemutusan
hubungan anoda akan semakin besar. Polarisasi anoda yang terjadi akan
mendorong terjadinya korosi dengan reaksi anoda (3).
Pada larutan elektrolit, permukaan akan mencapai nilai potensial yang
setimbang Ecorr , yang nilainya tergantung pada kemampuan dan laju pertukaran
elektron pada reaksi katoda dan anoda. Pada saat nilai potensial meningkat dari
Ecorr menjadi E, laju reaksi anoda atau laju korosi secara umum akan meningkat.
Polarisasi anoda dapat didefinisikan sebagai Єa = E - Ecorr . Tanpa polarisasi, laju
korosi akan terjadi sangat cepat. Polarisasi akan menurunkan reaksi korosi dan
memperkecil logam yang hilang dengan cara merubah potensial pada anoda atau
katoda atau pada keduanya, sehingga perbedaan potensial di antara kedua berubah
menjadi minimum.
Kemampuan logam untuk menahan korosi biasanya bergantung pada posisi
mereka dalam deret elektrokimia.
(3)
(4)
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 20/83
8
Tabel 2.1 Deret Elektrokimia
Jika dua buah logam yang jenisnya berbeda terpisah sangat jauh pada deret
elektrokimia, maka arus listrik yang dihasilkan karena kontak yang terjadi diantara
keduanya akan semakin besar. Logam yang berada pada deretan tabel bagian atas
adalah logam yang aktif, sedangkan logam yang berada pada tabel bagian bawah
adalah logam noble. Jadi, semakin kearah atas tabel maka logam akan semakin
mudah terkorosi dan semakin ke arah bawah tabel maka logam akan semakin
terproteksi.
Salah satu contohnya adalah korosi yang terjadi antara tembaga dan besi
baja yang direndam dalam larutan asam.
Element Ion Electrode Potential(Volts)
HydrogenOvervoltage
(Volts)
Magnesium Mg2+
-1.87 (Base End) 0.7
Zinc Al3+ -1.35 0.5
Aluminium Zn2+
-0.76 0.7
Chromium Cr 2+
-0.6 0.32
Iron Fe2+ -0.44 0.18
Cadmium Cd2+
-0.4 0.5
Cobalt Co2+ -0.29
Nickel Ni2+ -0.22 0.15
Tin Sn2+
-0.14 0.45
Lead Pb -0.13 0.45
Hydrogen H+ 0.00 -
Antimony Sb3+
+0.11 0.42
Copper Cu2+
+0.34 0.25
Silver Ag+ +0.8 0.1
Gold Au3+ +1.3 (Noble End) 0.35
Oxygen OH- +0.4
Chlorine Cl-
+1.36
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 21/83
9
Gambar 2.4 Korosi yang terjadi antar tembaga dan besi baja
2.2 Jenis-Jenis korosi
Berdasarkan bentuk dan tempat terjadinya, korosi terbagi dalam beberapa
jenis antara lain; korosi merata (uniform corrosion), korosi sumuran, korosi antar
butir, korosi erosi, korosi galvanik dan korosi celah dan masih banyak lainnya.
Berikut ini merupakan penjelasannya;
2.2.1 Korosi Merata
Korosi merata atau general corrosion merupakan bentuk korosi yang paling
lazim terjadi. Korosi yang muncul terlihat merata pada seluruh permukaan logam
dengan intensitas yang sama. Salah satu contohnya adalah effek dari korosi
atmosfer pada permukaan logam. Korosi merata terjadi apabila seluruh bagian logam
memiliki komposisi yang sama. Korosi jenis ini biasanya dapat diatasi dengan cara
meng-coating permukaan logam.
Gambar 2.5 Korosi Merata
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 22/83
10
2.2.2 Korosi Sumuran
Korosi sumuran merupakan korosi yang muncul dan terkonsentrasi pada
daerah tertentu. Bentuk korosi ini biasanya disebabkan oleh klorida. Mekanisme
terbentuknya korosi sumuran sama dengan korosi celah. Hanya saja korosi sumuran
ukurannya lebih kecil jika dibandingkan dengan korosi celah. Karena jaraknya yang
saling berdekatan satu sama lain, korosi sumuran akan mengakibatkan permukaan
logam menjadi kasar. Korosi sumuran terjadi karena komposisi material yang tidak
homogen, rusaknya lapisan pelindung, adanya endapan dipermukaan material,
serta adanya bagian yang cacat pada material.
Gambar 2.6 Mekanisme Korosi Sumuran
Gambar 2.7 Korosi Sumuran
2.2.3 Korosi Antar Butir
Korosi antar butir atau interglanular corrosion merupakan korosi yang terjadi
pada graind boundary sebuah logam atau alloy. Korosi tipe ini biasanya disebabkan
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 23/83
11
karena adanya impuritas atau pengotor pada batas butir dan dan terjadi secara lokal
disepanjang batas butir pada logam paduan.
Gambar 2.8 Korosi Antar Butir
Gambar di atas menunjukkan sebuah logam stainless steel yang terkorosi
pada bagian yang terkena panas dimana jaraknya tidak jauh dari bagian las-lasan.
Ini merupakan tipikal dari korosi antar butir pada austenic stainless steel. Korosi tipe
ini dapat dihilangkan dengan menggunakan stailess steel 321 atau 347 atau dengan
menggunakan stainless stell yang tingkat karbonnya rendah (304L atau 316L)
2.2.4 Korosi Erosi
Korosi erosi merupakan gabungan dari kerusakan elekrokimia dan kecepatan
fluida yang tinggi pada permukaan logam. Korosi erosi dapat pula terjadi karena
adanya aliran fluida yang sangat tinggi melewati benda yang diam atau statis. Atau
bisa juga terjadi karena sebuah objek bergerak cepat di dalam fluida yang diam,
misalnya baling-baling kapal laut.
Gambar 2.9 Korosi Erosi
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 24/83
12
Bagian permukaan logam yang terkena korosi biasanya relatif lebih bersih jika
dibandingkan dengan permukaan logam yang terkena korosi jenis lain. Erosi korosi
dapat dikendalikan dengan menggunakan material yang terbuat dari logam yang
keras, merubah kecepatan alir fluida atau merubah arah aliran fluida.
2.2.5 Korosi Galvanik
Korosi galvanik terjadi apabila dua buah logam yang jenisnya berbeda di
pasangkan dan direndam dalam cairan yang sifatnya korosif. Logam yang rebih aktif
atau anoda akan terkorosi, sementara logam yang lebih noble atau katoda tidak akan
terkorosi. Pada tabel galvanisasi, aluminium dan seng lebih aktif jika dibandingkan
dengan baja.
Tabel 2.2 Deret Galvanis
Metal Volt
Commercially pure magnesium -1.75
Magnesium Alloy (6%Al, 3% An, 0.15% Mn) -1.6
Zinc -1.1
Aluminium Alloy (5% seng) -1.05
Commercially pure Aluminium -0.8
Mild steel (clean and shiny) -0.5 sd -0.8
Mild steel (rusted) -0.2 sd -0.5
Cast Iron (non graphitized) -0.5
Lead -0.5
Mild steel in concrete -0.2
Copper, brass, bronze -0.2
High silcon cast iron -0.2
Mill scale on steel -0.2
Carbon, graphite, coke +0.3
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 25/83
13
Gambar 2.10 Mekanisme korosi galvanik
Gambar 2.11 Korosi Galvanik
Korosi galvanik ini banyak terjadi pada benda yang menggunakan lebih dari
satu macam logam sebagai komponennya, misalnya pada automotif. Jika aluminium
terhubung langsung dengan baja, maka aluminium akan terkorosi. Untuk mengatasi
hal ini, maka di antara aluminium dan baja harus ditempatkan sebuah benda non
logam atau isolator untuk memisahkan kontak listrik di antara keduanya.
Mekanisme korosi galvanik biasanya digunakan untuk sistem proteksi pada
komponen baja, misalnya proteksi pada lambung kapal, tiang penyangga dermaga,
pipa baja, tiang penyangga jembatan dan lain sebagainya.
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 26/83
14
2.2.6 Korosi Celah
Korosi celah merupakan korosi yang terkonsentrasi pada daerah tertentu.
Korosi celah terjadi karena adanya larutan atau elektrolit yang terperangkap di dalam
celah atau lubang, misalnya pada sambungan dua permukaan logam yang sejenis,
permukaan logam yang retak, baut dan tapal. Elektrolit yang terperangkap pada
lubang akan menimbulkan beda konsentrasi oksigen, sehingga terbentuk sel korosi.
Daerah dengan konsentrasi oksigen tinggi berperan sebagai katoda dan daerah
konsentrasi oksigen rendah berperan sebagai anoda.
Gambar 2.12 Mekanisme korosi celah
Gambar 2.13 Korosi Celah
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 27/83
15
2.3 Laju Korosi
Korosi sangat dipengaruhi oleh lingkungan misalnya temperatur pH, oksigen,
kecepatan fluida, dan zat-zat oksidator. Untuk menghitung laju korosi, terdapat dua
metode yang dapat digunakan antara lain metode kehilangan berat atau weight gain
loss (WGL) dan metode elektrokimia.
DAT
W R
534= (2.1)
Dimana
R = laju korosi (mil per year)
W = kehilangan berat (mg)
D = Berat jenis (g/cm3)
A = Luas permukaan (inchi2)
T = Rentan waktu yang digunakan untuk pengujian (jam)
Satuan laju korosi MPY diatas dapat dikonversi dalam beberapa tipe satuan lainnya,
antara lain 1 mpy = 0.0254 mm/yr = 25.4 µm/yr = 2.90 mm/h = 0.805 pm/s.
Atau laju korosi dapat dihitung dengan persamaan berikut ini;
DAT
W R
87600= (2.2)
Dimana
R = laju korosi (mil per year)
W = kehilangan berat (mg)
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 28/83
16
D = Berat jenis (g/cm3)
A = Luas permukaan (cm2)
T = Rentan waktu yang digunakan untuk pengujian (jam)
DAT
W R
6.87= (2.3)
Dimana
R = laju korosi (mil per year)
W = kehilangan berat (mg)
D = Berat jenis (g/cm3)
A = Luas permukaan (cm2)
T = Rentan waktu yang digunakan untuk pengujian (jam)
2.4 Metode Pencegahan Korosi
Lima macam metode yang digunakan untuk mengontrol korosi adalah
pelapisan atau coating, perlakuan lingkungan, pemilihan material, desain berlebih
dan proteksi katodik.
2.4.1 Pelapisan
Pelapisan merupakan cara yang paling umum dilakukan untuk melindungi
logam dari serangan korosi. Pelapis yang dapat digunakan antara lain cat, logam
(galvanisasi, plastik dan semen. Pada dasarnya pelapis-pelapis ini berfungsi untuk
melindungi logam dari reaksi yang tidak menguntungkan dengan lingkungan, oleh
karena itu pelapis-pelapis ini harus bersifat mudah dilapiskan, memiliki daya adhesi
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 29/83
17
yang baik, dapat bertahan lama dan memiliki sifat tahan terhadap korosi, tahan
terhadap temperatur tinggi, tahan air, dan lain sebagainya.
2.4.2 Perlakuan Lingkungan
Perlindungan terhadap korosi dapat juga dilakukan dengan mengusahakan
lingkungan menjadi tidak korosif. Namun hal ini biasanya hanya bisa dilakukan pada
lingkungan terbatas. Misalnya mengurangi atau menghilangkan uap air dan partikel-
partikel korosi yang bersifat korosif.
2.4.3 Pemilihan Material
Pencegahan korosi dengan memilih material dilakukan dengan menggunakan
material logam ataupun paduannya yang bersifat tahan korosi, misalnya titanium
ataupun baja tahan karat.
2.4.4 Desain Berlebih dan Perbaikan Desain
Pencegahan korosi dengan menggunakan desain berlebih dilakukan dengan
cara menambah ukuran material yang sebenarnya, agar umur pakainya dapat
diperpanjang sesuai dengan kebutuhan.
2.4.5 Proteksi Katodik
Proteksi katodik dapat dilakukan dengan dua cara yaitu dengan menggunakan
anoda korban (sacrificial anode ) dan inpress current (ICCP). Proteksi katodik dengan
anoda korban terjadi saat sebuah logam dihubungkan dengan logam yang lebih
reaktif (anoda). Hubungan ini mengarah pada sebuah rangkaian galvanik. Untuk
memindahkan korosi secara efektif dari struktur logam, material anoda harus
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 30/83
18
mempunyai beda potensial cukup besar untuk menghasilkan arus listrik.
Penggunaan proteksi katodik secara efektif akan menyediakan proteksi yang baik
pada seluruh area permukaan material. Kombinasi coating dan proteksi katodik akan
memberikan pilihan yang lebih ekonomis dan efektif untuk memproteksi material
pada lingkungan tanah dan air laut.
Gambar 2.14 Proteksi katodik dengan anoda korban
Terdapat tiga macam material yang dibiasanya digunakan dalam proteksi katodik
untuk material baja, yaitu magnesium, seng dan aluminium. Pemilihan anoda untuk
proteksi tergantung pada restifitas dan elektrolit yang akan digunakan. Berikut ini
merupakan keterangannya;
• Magnesium
Anoda magnesium biasanya digunakan untuk proteksi katodik pada
lingkungan tanah. Terdapat dua buah alloy megnesium yang umum
digunakan pada proteksi katodik yaitu High-Potential Magnesium dan H-1
Alloy. High Potential Alloy dihasilkan langsung dari magnesium yang disuling
dari air laut, sementara H-1 Alloy dihasilkan dari magnesium yang diperoleh
dari recycling facilities. High-Potential Alloy menyediakan maksimum tegangan
keluaran sebesar -1.70 volt relatif terhadap tembaga sulfat sedangkan H-1
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 31/83
19
Alloy menghasilkan tegangan keluaran yang lebih rendah yaitu -1.40 volt
relatif terhadap tembaga sulfat. Pemilihan alloy magnesium pada proteksi
katodik membutuhkan pertimbangan kebutuhan arus, resistifitas tanah, dan
biaya yang akan dikeluarkan. Standar kimia yang dibutuhkan pada alloy
magnesium adalah sebagai berikut;
Tabel 2.3 Standar kimia alloy magnesium
Tabel 2.4 Grade Magnesium Alloy
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 32/83
20
• Seng
Anoda seng digunakan untuk protesi katodik pada lingkungan tanah yang
memiliki resistifitas rendah, beberapa kondisi air seperti air laut, air payau dan
air tawar. Berikut ini merupakan tabel komposisi anoda seng untuk pengunaan
pada lingkungan air laut.
Tabel 2.5 Komposisi anoda seng untuk lingkungan air laut
Anoda seng yang standar digunakan pada proteksi katodik di lingkungan air
laut dan lingkungan air payau adalah mengandung aluminium dan cadminium.
• Aluminium
Anoda aluminium digunakan pada lingkungan air laut dan beberapa kondisi air
tawar. Aluminium memiliki umur yang lebih panjang jika dibandingkan dengan
magnesium. Aluminium juga memiliki arus dan karakteristik berat yang lebih
baik jika dibandingkan dengan seng. Dalam pembuatannya aluminium
biasanya dicampur dengan mercuri, antimoni, indium, tin.
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 33/83
21
Material anoda yang dipilih harus dipertimbangkan dari material yang akan
diproteksi. Anoda harus lebih reaktif jika dibandingkan dengan material yang akan
diproteksi. Kelemahan dari proteksi katodik sistem anoda korban ini adalah
terbatasnya umur pakai anoda serta arus proteksi yang dapat digunakan. Dengan
demikian anoda korban harus diganti secara berkala.
Berkut ini merupakan tabel sifat anoda galvanis.
Tabel 2.6 Sifat anoda galvanis
Anoda
Effisiensi
(%)
Energy
Capability
(Ah/lb)
Laju
Konsumsi
(lb/Ay)
Potesial Vs
CuCuSO4
(volts)
Seng 95 353 24.8 -1.10
Aluminium
(Al-Zn-In)
85 830 10.5 -1.10
Magnesium
(H-1 Alloy)
50 500 17.5 -1.45
Magnesium
(High Potensial Alloy)
50 500 17.5 -1.70
2.5 Rumus-Rumus Proteksi Katodik dalam Program
Luas permukaan pipa baja yang diproteksi
( ) L D A××= 100 /
π (2.4)
dengan :
A= luas permukaan pipa (cm2)
π = 3.14
D = dimeter pipa (cm)
L= panjang pipa (m)
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 34/83
22
Kebutuhan total arus proteksi
( )1000
Cd Alp ×= (2.5)
dengan:
lp = kebutuhan total arus proteksi (A)
A= luas permukaan pipa (m2)
Cd = rapat arus (mA/m2)
Berat total anoda yang diperlukan
μ
C Y lpwtot
××= (2.6)
dengan:
tot w = berat total anoda yang diperlukan (kg)
lp= kebutuhan total arus proteksi (A)
Y = umur disain proteksi (tahun)
C = laju konsumsi anoda (kg/Ampere.tahun)
μ = faktor utilisasi (0< μ <1)
Jumlah anoda yang diperlukan
a
tot
w
wn = (2.7)
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 35/83
23
dengan:
n = jumlah anoda yang diperlukan (buah)
tot w = berat total anoda yang diperlukan (kg)
aw = berat tiap anoda (kg)
Jarak pemasangan antar anoda
n
Ls = (2.8)
dengan:
s = jarak pemasangan antar anoda (m)
L= panjang pipa (m)
n = jumlah anoda yang diperlukan (buah)
Kebutuhan arus proteksi tiap jarak anoda
n
lplps = (2.9)
dengan:
lps = kebutuhan arus proteksi tiap jarak anoda (A)
lp = kebutuhan total arus proteksi (A)
n = jumlah anoda yang diperlukan (buah)
Tahanan Anoda yang dipasang Horizontal
⎟
⎠
⎞⎜
⎝
⎛ −= 1
4ln
2dal
la
la
Rh
π
ρ (2.10)
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 36/83
24
dengan:
Rh = tahanan anoda yang dipasang horizontal (ohm)
ρ = resistivitas lingkungan (ohm.cm)
la = panjang anoda (cm)
dal = diameter anoda (cm)
Tahanan Anoda yang dipasang Vertikal
⎟ ⎠
⎞⎜⎝
⎛ −= 1
8ln
2 dal
la
la Rv
π
ρ (2.11)
dengan:
Rv = tahanan anoda yang dipasang vertikal (A)
ρ = resistivitas lingkungan (ohm.cm)
la = panjang anoda (cm)
dal = diameter anoda (cm)
Keluaran Arus Proteksi Tiap Anoda Horizontal
( )
Rh
Ec Ealah
−= (2.12)
dengan:
lah =keluaran arus proteksi tiap anoda horizontal (A)
Ea =Potensial anoda (volt)
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 37/83
25
Ec=potensial katoda (volt)
Rh = tahanan anoda yang dipasang horizontal (ohm)
Keluaran Arus Proteksi Tiap Anoda Vertikal
( )
Rv
Ec Ealav
−= (2.13)
dengan:
lav = keluaran arus proteksi tiap anoda vertikal (A)
Ea =Potensial anoda (volt)
Ec=potensial katoda (volt)
Rv= tahanan anoda yang dipasang vertikal (ohm)
Rumus proteksi katodik pada kapal baja
Luas bawah garis air
DpCb D Bm
Lpp A ×+××
××= 25.635
56.1 (2.14)
dengan:
A = Luas bawah garis air (m2)
Lpp=Panjang garis air (m)
Bm = Lebar terbesar garis air (m)
D = Draft sarat/daya muat kapal (m)
Cb = Coefisien block
Dp=Diameter propeller (m)
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 38/83
26
Kuat arus yang dibutuhkan
1000
20 A I reg ×= (2.15)
Dengan:
reg I =Arus yang dibutuhkan (A)
A = Luas bawah garis air (m2)
Current density air laut = 20 mV/A
Berat total anoda yang dibutuhkan
85.02700
8760
×
××
=
Y I
W
reg
tot (2.16)
dengan:
tot W = berat total kebutuhan anoda (kg)
reg I = Arus yang dibutuhkan (A)
2.6 Program Visual Basic 6.0
Visual Basic 6.0 merupakan program penghasil aplikasi yang berkerja pada
system operasi windows. Kelebihan dari program ini adalah pemakai tidak perlu
bersusah payah untuk menghapal Syntax Procedure karena Auto List Member dan
Auto Quick akan selalu menampilkan beberapa pilihan yang dapat digunakan.
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 39/83
27
Gambar 2.15 Auto List Member
Dalam Visual Basic 6.0, program aplikasi dibuat pada sebuah bidang kerja yang
sebut dengan integrated Development Integration (IDE). Bagian-bagian yang
terdapat pada IDE antara lain menu, toolbar, form, window code, toolbox, project
explorer, window properties, window form layout dan window immediate.
Gambar 2.16 Tampilan IDE Visual Basic 6.0
Toolbox Form ProjectEx lorer
WindowPro erties
WindowForm Layout
ToolbarMenu
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 40/83
28
Agar program berjalan sesuai dengan keinginan, listing program ditulis pada window
code.
Gambar 2.17 Window Code
Selain listing, program membutuhkan beberapa tombol yang digunakan untuk
menjalankan program, tombol ini dapat dipilih dari toolbox. Beberapa tombol yang
digunakan dalam perangkat lunak proteksi katodik antara lain;
Tabel 2.7 Beberapa tombol toolbar dan fungsinya
Tombol Nama Fungsi
Pointer Penunjuk control.
Picture box Menampilkan gambar statis
Label Kontrol untuk menampilkan teks yang tidak
dapat diubah oleh pengguna program aplikasi
Text Box Kontrol untuk membuat area dimana teknyadapat dirubah oleh pengguna program aplikasi
Frame Tempat mengelompokkan beberapa kontrol
Command
Button
Tombol pelaksana perintah
Option Button Melakukan pepilihan dari banyak pilihan
Image Menampilkan gambar Bipmap
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 41/83
29
BAB III
PROSEDUR PENELITIAN
Dalam perrcobaan ini terdapat beberapa tahapan yang harus dilakukan untuk
membuat perangkat lunak pembantu perancangan proteksi katodik system anoda
korban. Tahapan-tahapan tersebut antara lain:
1. Studi literatur
Pada tahapan ini dikumpulkan data-data antara lain persamaan-persamaan yang
akan digunakan dalam perhitungan proteksi katodik system anoda korban.
2. Membuat program
2.1 Membuat flowchart program
2.2 Membuat program perancangan proteksi katodik system anoda korban.
Program atau perangkat lunak Proteksi Katodik Sistem Anoda Korban ini dibuat
dengan menggunakan software Visual Basic 6.0. Program dibuat untuk
memperoteksi kapal baja, pipa baja dan tiang penyangga dermaga, seperti yang
tertera pada Bab I Pendahuluan.
3. Melakukan pengujian
Pengujian ini dilakukan untuk membandingkan hasil perhitungan program dengan
data yang didapat dari hasil percobaan di laboratorium. Percobaan dilakukan
dengan cara mengukur laju korosi dengan menggunakan metode kehilangan
berat. Pengujian program ini hanya akan dilakukan dengan menggunakan anoda
aluminium, seng dan magnesium sesuai dengan yang tertera pada Bab I
Pendahuluan. Baja yang digunakan pada pengujian ini adalah baja tipe AISI
1020. Lingkungan air laut diganti dengan air garam 3,5 % dengan variasi
kecepatan air.
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 42/83
30
3.1 Persiapan sampel
3.1.1 Baja dan anoda diberi tanda dengan menggunakan stamping. Hal ini
dilakukan untuk mengidentifikasi sampel. Tanda yang dipilih adalah sebagai
berikut:
1 = Baja
2 = Anoda Al
3 = Anoda Zn
3.1.2 Permukaan baja dibersihkan dari karat dengan menggunakan amplas
Gambar 3.1 Pengamplasan
Gambar 3.2 Sebelum pengamplasan Gambar 3.3 Setelah pengamplasan
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 43/83
31
3.1.3 Membersihkan baja dari organik seperti gemuk maupun minyak dengan
menggunakan aseton.
3.1.4 Menimbang massa awal baja dan anoda korban menggunakan timbangan
dengan ketelitian 0,1 mg.
3.1.5 Baja dihubungkan dengan anoda korban menggunakan kawat tembaga
3.1.6 Memeriksa sambungan baja dan anoda dengan menggunakan multimeter
Gambar 3.4 Timbangan BOSCH SAE 200
Gambar 3.5 Pengecekan sambungan kabeldengan multimeter
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 44/83
32
3.2 Pelaksanaan Uji Korosi
Dalam uji korosi sampel direndam dalam air garam selama 3 hari atau 72 jam
dengan beberapa kondisi antara lain;
3.2.1 Air diam (0 m/s)
3.2.2 Air bergerak (0.09 m/s, 0.18 m/s, 0.27 m/s, 0.36 m/s)
Agar penelitian dapat lebih terfokus maka dibuat sistimatika penelitian sebagaimana
tertera dibawah ini.
DIAGRAM ALIR PENELITIAN
Gambar 3.6. Diagram Alir Penelitian
Merencanakan tujuan dan program yang akan dibuat
Perangkat lunak pembantu perhitungan proteksi katodiksystem anoda korban
Rumus-rumus proteksi system anoda korbanLiteratur
Hasil perhitungan program
Proses pembuatan program
Analisis hasil programdan validasiLiteratur
Kesimpulan
Data penelitian
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 45/83
33
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Program Perancangan Proteksi Katodik
Program perancangan proteksi katodik dibuat dengan menggunakan software
visual basic 6.0. Program ini menyediakan tiga pilihan aplikasi pada tampilan awal
yaitu untuk pipa baja, penyangga dermaga dan kapal baja.
Gambar 4.1 Tampilam awal program
Masing-masing pilihan aplikasi akan menyediakan perhitungan desain proteksi
katodik system anoda korban sesuai dengan kondisi lingkungan yang dikehendaki; di
dalam tanah, air laut mengalir, air laut diam.
Pada masing-masing aplikasi, pengguna program diminta untuk memasukkan
beberapa input data antara lain kondisi lingkungan, jenis anoda yang akan
digunakan, presentase coating, umur desain proteksi, dimensi daerah yang akan
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 46/83
34
diproteksi, factor utilisasi, dimensi serta berat anoda yang akan digunakan, potensial
anoda dan resistifitas lingkungan.
Gambar 4.2 Program desain proteksi untuk pipa baja
Gambar 4.3 Program desain proteksi untuk penyangga dermaga
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 47/83
35
Gambar 4.4 Program untuk menghitung proteksi pada kapal baja
Dari input data tersebut program akan meng-output luas area yang diproteksi,
kebutuhan total arus, berat total anoda yang diperlukan, jumlah anoda yang
dibutuhkan, jarak pemasangan antar anoda, kebutuhan arus proteksi tiap jarak
anoda, tahanan anoda yang dipasang vertical dan horizontal serta keluaran proteksi
tiap anoda vertical dan horizontal.
Gambar 4.5. Output Program
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 48/83
36
Output program juga akan memberikan informasi apakah disain proteksi tersebut
dapat diaplikasikan atau tidak.
Untuk mencoba program ini maka pada program perhitungan proteksi katodik
digunakan contoh perhitungan proteksi pada kapal baja dengan data masukkan
sebagai berikut:
Potensial baja kelingkungan :1.1 volt
Resistifitas lingkungan : 25 ohm.cm
Panjang anoda : 30 cm
Potensial anoda : 1 volt
Panjang garis air : 82.5 m
Draft : 3 m
Lebar terbesar garis air : 11.12 m
Diameter propeller : 1.5 m
Umur desain proteksi : 3 tahun
Current density air laut : 20 mV/A
Berat anoda : 9 kg
Jenis Anoda : Aluminium
Coefficient Block : 0.85
Panjang Anoda : 30 cm
Diameter Anoda : 11.89 cm
Maka nilai keluaran yang dihasilkan oleh program adalah sebagai berikut;
Luas area proteksi : 1172.48 m2
Kuat arus yang dibutuhkan : 23.45 Ampere
Berat anoda yang dibutuhkan :269 kg
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 49/83
37
Jumlah anoda yang dibutuhkan : 30 buah
Jarak pemasangan antar anoda : 6.2757 m
Kebutuhan arus proteksi tiap jarak anoda : 0.78 Ampere
Tahanan anoda yang dipasang horizontal : 0.5736 ohm
Tahanan anoda yang dipasang vertikal : 0.7854 ohm
Keluaran Arus Proteksi Tiap Anoda Horizontal : 0.1743 Ampere
Keluaran Arus Proteksi Tiap Anoda Vertikal : 0.1273 Ampere
Nilai keluaran arus proteksi horizontal dan vertikal dibandingkan dengan
kebutuhan arus proteksi tiap jarak anoda. Jika nilai keluaran arus proteksi lebih kecil
dari pada kebutuhan arus proteksi, maka desain tersebut tidak dapat diaplikasikan.
Karena nilai keluaran arus proteksi anoda horizontal 0.1743 Ampere lebih kecil dari
pada kebutuhan arus proteksi 0.7854 Ampere maka disain ini tidak dapat
diaplikasikan. Karena nilai keluaran arus anoda vertikal 0.1273 Ampere juga lebih
kecil dari pada kebutuhan arus proteksi 0.7854 Ampere, maka desain ini juga tidak
dapat diaplikasikan. Untuk itu pengguna program harus memasukkan data baru dan
mencari desain yang sesuai dengan kebutuhan arus proteksi.
Gambar 4.6 Perhitungan desain protesi pada kapal baja
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 50/83
38
4.2 Melakukan Pengujian
Untuk membuktikan keakuratan program maka dilakukan penelitian dengan
melakukan perendaman pada material baja AISI 1020. Material baja ini direndam
dengan empat kondisi yaitu direndam tanpa perlindungan anoda, direndam dengan
proteksi anoda aluminium, direndam dengan proteksi anoda seng, dan direndam
dengan proteksi anoda magnesium.
4.2.1 Uji Komposisi
Sebelum melakukan pengujian ketiga macam material ini dilakukan uji komposisi
dengan XRF merek JEOL. Berikut ini merupakan hasil uji komposisinya.
a. Komposisi Baja AISI 1020
Tabel 4.1 Komposisi kimia Baja AISI 1020
No Element Designation
1 Carbon (C) 0.18037
2 Silicon (Si) 0.21676
3 Tembaga (Cu) 0.04374
4 Pospor (P) 0.0186
5 Mangan (Mn) 0.50998
6 Lead (Pb) 0.00074
7 Silicon (Si) 0.21676
8 Timah (Sn) 0.00240
9 Aluminium (Al) 0.0476910 Niobium (Nb) 0.00175
11 Nikel (Ni) 0.02958
12 Molibdenum (Mo) 0.00213
13 Zirkonium (Zr) 0.00064
14 Vanadium (V) 0.00214
15 Wolfram (W) 0.00123
16 Titanium (Ti) 0.00183
17 Cromium (Cr) 0.03662
18 Besi (Fe) 98.8982
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 51/83
39
b. Komposisi Anoda Anoda Korban
Tabel 4.2 Komposisi Kimia Anoda Aluminium
No Element Designation
1 Aluminium (Al) Remainder
2 Silicon (Si) 0.151
3 Titanium (Ti) 0.0123
4 Mercury (Hg) -
5 Besi (Fe) 0.0617
6 Seng (Zn) 2.29
7 Magnesium (Mg) -
8 Indium (In) 0.0165
9 Tembaga (Cu) -
10 Cadmium (Cd) -
Tabel 4.3 Komposisi Kimia Anoda Seng
No Element Designation
1 Seng (Zn) remaider
2 Besi (Fe) 0.40
3 Timah (Sn) -
4 Tembaga (Cu) -
5 Aluminium (Al) 0.418
6 Cadmium (Cd) 0.0417
7 Indium (In) -
8 Lead (Pb) 0.0007
9 Silicon (Si) 0.0004
10 Thalium (Tl) -
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 52/83
40
Tabel 4.4 Komposisi kimia anoda magnesium
No Element Designation
1 Aluminium (Al) 3.754
2 Seng (Zn) 6.998
3 Mangan (Mn) -
4 Silicon (Si) 2.118
5 Tembaga (Cu) -
6 Nikel (Ni) -
7 Besi (Fe) 0.0383
8 Calcium (Ca) -
9 Timbal (Pb) 0.0121
10 Magnesium (Mg) Remainder
4.2.2 Uji Korosi
Dimensi dan massa seluruh sampel di ukur sebelum melakukan pengujian.
Dimensi diukur dengan menggunakan jangka sorong dengan ketelitian 0.001 cm.
Sedangkan berat sampel diukur menggunakan timbangan dengan ketelitian 0.1 mg.
Sesuai dengan kondisi lingkungan yang telah disebutkan pada Bab III bahwa sampel
di rendam dalam air garam dengan variasi kecepatan; 0.00 m/s, 0.09 m/s, 0.18 m/s,
0.27 m/s dan 0.36 m/s selama 3 hari atau 72 jam. Berikut ini merupakan data yang
didapat dari hasil pengujian.
a. Baja AISI 1020 tanpa proteksi
Tabel 4.5 Laju korosi baja AISI 1020
Kecepatan Air
(m/s)
pH
rata-rata
Pengurangan
Berat (mg)
Laju Korosi
(mm/yr)
0.00 7.02 25.1 0.1351
0.09 7.02 84.8 0.4484
0.18 7.02 158 0.8062
0.27 7.02 193 1.0076
0.36 7.02 .246 1.2842
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 53/83
41
Dari table data 4.5 dibuat sebuah grafik hubungan antara kecepatan alir air dengan
laju korosi baja AISI 1020.
Gambar 4.7 Grafik pengaruh kecepatan air terhadap laju korosi
baja AISI 1020 tanpa proteksi
Laju korosi baja AISI 1020 dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (2.3)
pada BAB II. Berikut ini merupakan salah satu contoh perhitungannya
W = 25.1 mg
D = 7.86 g/cm3
A = 28.75 cm3
T = 72 jam
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 54/83
42
b. Kebutuhan berat anoda korban
Tabel 4.6 Data eksperimen pengaruh kecepatan air terhadap pengurangan berat anoda
aluminium
Kecepatan
air (m/s)
pH
rata-rata
Luas area
(cm2)
T (jam) Pengurangan
berat (mg)
0.00 7.04 28.708 72 0.0803
0.09 7.04 29.025 72 0.1018
0.18 7.04 28.639 72 0.1184
0.27 7.04 28.000 72 0.1255
0.36 7.04 28.685 72 0.1375
Sementara nilai yang didapat dari perhitungan program adalah sebagai berikut;
V = 0 m/s (air diam)
A = 28.708 cm2
atau 0.0028 m2
Y = 3 hari atau 0.008 tahun
Cd = 269 mA/m2
C = 3.2 kg/AY
= 0.90
Perhitungan kebutuhan proteksi
Ampere
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 55/83
43
V = 0.09 m/s (air bergerak)
A = 29.025 cm2 atau 0.0029 m2
Y = 3 hari atau 0.008 tahun
Cd = 377 mA/m2
C = 3.2 kg/AY
= 0.90
Perhitungan kebutuhan proteksi
Ampere
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 56/83
44
Berikut ini merupakan table data dari hasil perhitungan kebutuhan berat anoda Al
Tabel 4.7 Perhitungan kebutuhan anoda aluminium
Kecepatan Air (m/s)
Luas Area(cm
2)
T(Jam)
W(mg)
0.00 28.708 72 0.021
0.09 29.025 72 0.031
0.18 28.639 72 0.030
0.27 28.000 72 0.030
0.36 28.685 72 0.030
Hasil perhitungan program kemudian dibandingkan dengan data pengujian dalam
grafik berikut ini
Gambar 4.8 Perbandingan kebutuhan berat anoda Al dari data pengujian
dan hasil perhitungan program
Tabel 4.8 Data eksperimen pengaruh kecepatan air terhadap pengurangan berat anoda
seng
Kecepatan
air (m/s)
pH
rata-rata
Luas area
(cm2)
T (jam) Pengurangan
berat (mg)
0.00 7.04 28.328 72 0.1787
0.09 7.04 28.000 72 0.1791
0.18 7.04 27.904 72 0.2115
0.27 7.04 28.434 72 0.2265
0.36 7.04 28.486 72 0.2547
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 57/83
45
Sementara nilai yang didapat dari perhitungan program adalah sebagai berikut;
V = 0 m/s (air diam)
A = 28.328 cm2
atau 0.0028 m2
Y = 3 hari atau 0.008 tahun
Cd = 269 mA/m2
C = 11.2 kg/AY
= 0.90
Perhitungan kebutuhan proteksi
Ampere
V = 0.09 m/s (air bergerak)
A = 28.000cm2 atau 0.0028 m2
Y = 3 hari atau 0.008 tahun
Cd = 377 mA/m2
C = 11.2 kg/AY
= 0.90
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 58/83
46
Perhitungan kebutuhan proteksi
Ampere
Tabel 4.9 Perhitungan kebutuhan anoda Seng
Kecepatan
Air (m/s)
Luas Area
(cm2)
T
(Jam)
W
(mg)
0.00 28.328 72 0.0749
0.09 28.000 72 0.105
0.18 27.904 72 0.101
0.27 28.434 72 0.105
0.36 28.486 72 0.105
Hasil perhitungan program kemudian dibandingkan dengan data pengujian dalam
grafik berikut ini
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 59/83
47
Gambar 4.9 Perbandingan kebutuhan berat anoda seng dari data pengujian
dan hasil perhitungan program
Tabel 4.10 Data eksperimen pengaruh kecepatan air terhadap pengurangan berat anoda
magnesium
Kecepatan
air (m/s)
pH
rata-rata
Luas area
(cm2)
T (jam) Pengurangan
berat (mg)
0.00 7.04 29.971 72 3.7182
0.09 7.04 29.017 72 4.3554
0.18 7.04 29.850 72 4.8623
0.27 7.04 28.810 72 4.4911
0.36 7.04 28.860 72 4.8750
Sementara nilai yang didapat dari perhitungan program adalah sebagai berikut;
V = 0 m/s (air diam)
A = 29.971cm2
atau 0.0029 m2
Y = 3 hari atau 0.008 tahun
Cd = 269 mA/m2
C = 8 kg/AY
= 0.90
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 60/83
48
Perhitungan kebutuhan proteksi
Ampere
V = 0.09 m/s (air bergerak)
A = 29.017 cm2 atau 0.0029 m2
Y = 3 hari atau 0.008 tahun
Cd = 377 mA/m2
C = 8 kg/AY
= 0.90
Perhitungan kebutuhan proteksi
Ampere
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 61/83
49
Tabel 4.11 Perhitungan kebutuhan anoda magnesium
Kecepatan
Air (m/s)
Luas Area
(cm2)
T
(Jam)
W
(mg)
0.00 29.971 72 0.0550.09 29.017 72 0.077
0.18 29.850 72 0.077
0.27 28.810 72 0.075
0.36 28.860 72 0.075
Gambar 4.10 Perbandingan kebutuhan berat anoda Magnesium dari data pengujian
dan hasil perhitungan program
4.2.3 Potensial Proteksi
Potensial proteksi anoda korban aluminium, seng dan magnesium terhadap
katoda baja AISI 1020. Berikut ini merupakan hasil pengukuran yang telah dilakukan;
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 62/83
50
Tabel 4.12 Potensial proteksi terhadap pasangan katoda dan anoda
No Anoda korban Potensial proteksi pH
1 Aluminium -0.497 7.43
2 Seng -0.933 4.27
3 Magnesium -0.919 11.42
Jika dilihat dari data pada table 4.12 dapat diketahui bahwa potensial proteksi
anoda aluminium lebih positif jika dibandingkan dengan anoda seng dan magnesium
4.3 Analisis Hasil Perhitungan
Hasil perhitungan dari program proteksi katodik system anoda korban yang
telah dibuat dengan program Visual Basic 6.0 dibandingkan dengan data yang
diperoleh dari hasil eksperimen. Perbandingan yang dilakukan meliputi angka-angka
yang diperoleh program serta presentase selisihnya terhadap angka yang diperoleh
dari data eksperimen.
4.3.1 Baja AISI 1020 tanpa proteksi
Baja yang berada pada lingkungan air laut (NaCl) akan mengalami korosi
karena adanya ion Cl-. Ion Cl- akan memecah lapisan pasif pada baja. Saat
bersentuhan dengan permukaan logam, ion Cl- akan melarutkan ion-ion logam dan
memudahkan ion-ion tersebut masuk ke larutan.
Laju korosi baja AISI 1020 ternyata akan semakin meningkat seiring dengan
meningkatnya nilai kecepatan air. Berikut ini merupakan grafik pengaruh kecepatan
air terhadap perubahan laju korosi pada baja.
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 63/83
51
Gambar 4.11 Efek kecepatan air laut terhadap laju korosi pada baja [9]
Gambar grafik tersebut menunjukkan bahwa semakin tinggi kecepatan air laut maka
semakin tinggi pula laju korosi pada baja. Hal ini sesuai dengan teori yang tercantum
pada Bab 2. Landasan teori bahwa laju korosi logam dipengaruhi oleh aliran fluida.
4.3.2 Anoda Aluminium
Berat total anoda aluminium yang diperlukan untuk memproteksi baja AISI
1020 dalam kondisi air diam pada experiment adalah 0.0803 mg. Sementara
kebutuhan berat anoda aluminium yang didapat dari hasil perhitungan adalah 0.021
mg, terdapat perbedaan nilai yang signifikan. Jadi perbedaan hasil perhitungan
program terhadap hasil eksperiment adalah sebagai berikut
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 64/83
52
Tabel 4.13 Perbedan nilai kebutuhan berat anoda aluminium hasil experiment dan
hasil perhitungan program
Kecepatan Air
(m/s)
Data
Eksperiment (mg)
Data Perhitungan
Program (mg)
Persentase
Perbedaan
0.00 0.0803 0.021 73.8%
0.09 0.1018 0.031 69.5%
0.18 0.1184 0.030 74.6%
0.27 0.1255 0.030 76.1%
0.36 0.1375 0.030 78.1%
4.3.3 Anoda Seng
Tabel 4.14 Perbedan nilai kebutuhann berat anoda seng hasil experiment dan hasil
perhitungan program
Kecepatan Air
(m/s)
Data
Eksperiment (mg)
Data Perhitungan
Program (mg)
Persentase
Perbedaan
0.00 0.1787 0.074 58.5%
0.09 0.1791 0.105 41.3%
0.18 0.2115 0.101 52.2%
0.27 0.2265 0.105 53.6%
0.36 0.2547 0.105 58.7%
4.3.4 Anoda Magnesium
Tabel 4.15 Perbedan nilai kebutuhan berat anoda magnesium hasil experiment dan
hasil perhitungan program
Kecepatan Air
(m/s)
Data
Eksperiment (mg)
Data Perhitungan
Program (mg)
Persentase
Perbedaan
0.00 3.7182 0.055 98.5%
0.09 4.3554 0.077 98.2%
0.18 4.8623 0.077 98.4%
0.27 4.4911 0.075 98.3%
0.36 4.8750 0.075 98.4%
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 65/83
53
Jika melihat nilai pengurangan berat yang terdapat pada anoda magnesium,
jelas sekali bahwa pengurangan berat yang terjadi sangat besar jika dibandingkan
dengan pengurangan berat yang terjadi pada anoda aluminium dan seng. Pada table
deret elektrokimia berikut ini juga diterangkan bahwa pada table bagian atas
merupakan logam yang lebih reaktif atau lebih mudah terkorosi.
Tabel 4.16 Deret Elektrokimia
Metal Volt
Commercially pure magnesium -1.75
Magnesium Alloy (6%Al, 3% An, 0.15% Mn) -1.6
Zinc -1.1
Aluminium Alloy (5% seng) -1.05
Commercially pure Aluminium -0.8
Mild steel (clean and shiny) -0.5 sd -0.8
Mild steel (rusted) -0.2 sd -0.5
Cast Iron (non graphitized) -0.5
Lead -0.5
Mild steel in concrete -0.2
Copper, brass, bronze -0.2
High silcon cast iron -0.2
Mill scale on steel -0.2
Carbon, graphite, coke +0.3
Magnesium berada pada table bagian paling atas serta memiliki nilai elektrode
potensial paling negative jika dibandingkan dengan aluminium dan seng. Dengan
demikian magnesium paling reaktif jika dibandingkan dengan aluminium dan seng.
Hal inilah yang menyebabkan pengurangan berat anoda magnesium lebih besar jika
dibandingkan dengan pengurangan berat anoda aluminium dan anoda seng. Oleh
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 66/83
54
karena itu sebaiknya anoda magnesium tidak digunakan untuk memproteksi baja
pada lingkungan air laut.
Demikian halnya dengan seng, seng memiliki elektroda potensial yang lebih
negative dari pada aluminium dan lebih positif jika dibandingkan dengan magnesium.
Hal inilah yang menyebabkan pengurangan berat anoda seng lebih tinggi jika
dibandingkan dengan aluminium dan lebih rendah jika dibandingkan dengan
magnesium.
Jika membandingkan nilai pengurangan berat anoda yang didapat dari
eksperimen dan nilai pengurangan berat anoda yang didapat dari perhitungan
program, terlihat adanya perbedaan nilai kebutuhan berat anoda. Hal ini terjadi
karena program tidak memperhitungkan kecepatan air laut, sementara data pada
eksperimen menunjukkan bahwa kecepatan air laut sangat mempengaruhi
kebutuhan berat anoda. Dimana semakin tinggi kecepatan air maka semakin tinggi
pula kebutuhan berat anoda korban. Selain itu pada bab 2 landasan teori juga
disebutkan bahwa laju korosi dipengaruhi oleh beberapa factor, dimana salah
satunya adalah laju fluida.
Agar program ini dapat digunakan maka program harus memasukkan sebuah
nilai konstanta pengali pada kebutuhan berat anoda agar perhitungan program
sesuai dengan data yang didapat dari eksperimen atau menambahkan persamaan
yang memperhitungkan pengaruh laju fluida terhadap laju korosi dan pengurangan
berat anoda.
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 67/83
55
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Laju korosi baja AISI 1020 tanpa proteksi semakin meningkat seiring dengan
meningkatnya kecepatan air.
2. Proteksi katodik dengan menggunakan anoda korban sangat effektif untuk
melindungi baja dari serangan korosi.
3. Pengurangan massa anoda magnesium lebih tinggi jika dibandingkan dengan
pengurangan massa anoda seng dan aluminium, oleh karenanya anoda
magnesium tidak cocok digunakan pada lingkungan air laut.
4. Program dapat digunakan untuk mendisain proteksi katodik system anoda
korban pada pipa baja, penyangga dermaga dan kapal baja.
5. Program dapat diaplikasi untuk mendisain proteksi katodik dengan
menambahkan factor konstanta atau menambahkan persamaan yang dapat
menberikan nilai pengaruh laju fluida terhadap laju korosi dan pengurangan
berat anoda.
5.2 Saran
1. Untuk pengembangan penelitian lebih lanjut, program perlu dilengkapi dengan
memperhitungkan kecepatan air laut.
2. Memperhitungkan persentase coating.
3. Melengkapi program dengan gambar model dari benda yang akan diproteksi,
lengkap dengan letak anoda, jumlah anoda, jangkauan arus proteksi yang
dikeluarkan.
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 68/83
56
DAFTAR ACUAN
1. News Corrosioncost.com, juni 2006
2. Robert A Adey dan John Bayham, “Design and Optimization of CathodicProtection Systems Using Computer Simulation”, Paper no 00723 - Corrosion
2000.
3. Ernesto Santana dan Robert Adey, “Validation of Cathodic Protection Designs
Using Computer Simulation”, The Journal of Corrosion Science and
Engineering, Volume 19 Preprint 16, Februari 2006.
4. Ernesto Santana dan Robert Adey, “Predictive Modeling of Corrosion and
Cathodic Protection Systems.
5. V.G. DeGiorgi, “Evaluation of Perfect Paint Assumptions in Modeling of
Cathodic Protection Systems”. Elsevier, October 2001.
6. Denny A Jones, “Principles and Prevention of Corrosion”, Macmillan
Publishing Company, New York, 1992.
7. Kenneth R Trethewey dan John Chamberlain, “Korosi Untuk Mahasiswa Sains
dan Rekayasa”, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 1991.
8. William D Callister Jr, “Material Science and Engineering An Introduction”,
John Wiley and Sons Inc, Canada 1991.
9. James H Bryson, “Corrosion of Carbon Steels”, Inland Steel Company, ASM
International, 2002.
10. IKPT dan Chiyoda Corporation, “Cathodic Protection Calculation”, 1996.
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 69/83
56
FLOWCHART PROGRAM
DESAIN PROTEKSI KATODIKSISTEM ANODA KORBAN
Ka al Ba aPi a Ba a
Penyangga
Dermaga
A
B Perlakuan
Lingkungan
Input D,L,Y,µ,
wa,la,dal,Ea
A
Jenis Anoda
Lampiran 1
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 70/83
56
⎟ ⎞⎜⎝ ⎛ −= 14ln
2 dalla
la Rh
π
ρ
⎟ ⎞
⎜⎝
⎛ −= 1
8ln
2 dal
la
la Rv
π
ρ
( )
Rh
Ec Ealah
−=
( )
Rv
Ec Ealav
−=
B
selesai
Perlakuan
Lingkungan
Input
Bm,Lpp,D,Dp,Y,µ
, wa,la,dal,Ea
Jenis Anoda
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 71/83
56
DpCb D Bm
Lpp A ×+××
××= 25.635
56.1
1000
20 A I reg
×=
85.02700
8760
×
××=
Y I W
reg
tot
⎟ ⎞
⎜⎝
⎛ −= 1
4ln
2 dal
la
la Rh
π
ρ
⎟ ⎞
⎜⎝
⎛ −= 1
8ln
2 dal
la
la Rv
π
ρ
( ) Rh
Ec Ealah −=
( )
Rv
Ec Ealav
−=
selesai
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 72/83
56
LISTING PROGRAM PROTEKSI KATODIK SISTEM ANODA KORBAN
Private Sub Command1_Click()Form1.Caption = "Proteksi Katodik Pada Pipa Baja"Option1.Enabled = True
Option2.Enabled = TrueOption1.Value = FalseOption2.Value = FalseOption6.Caption = "Al-Zn-Mercury"Option7.Caption = "Al-Zn-Indium"
Image1.Visible = FalseImage2.Visible = TrueImage3.Visible = FalseImage4.Visible = FalseLabel1.Caption = "Persentase Coating (0% - 95%)"Label2.Caption = "%"Label5.Caption = "Diameter pipa"
Label7.Caption = "Panjang pipa"Label9.Caption = "Faktor utilisasi (0 < x < 1)"Label10.Caption = "Potensial baja ke lingkungan"Label11.Caption = "volt"Label40.Caption = ""Command1.Enabled = FalseCommand2.Enabled = FalseCommand3.Enabled = FalseEnd Sub
Private Sub Command2_Click()Form1.Caption = "Proteksi Katodik Pada Tiang Penyangga Dermaga"Option1.Enabled = True
Option2.Enabled = TrueOption1.Value = FalseOption2.Value = FalseLabel1.Caption = "Persentase Coating (0% - 95%)"Label2.Caption = "%"Option6.Caption = "Al-Zn-Mercury"Option7.Caption = "Al-Zn-Indium"
Image1.Visible = FalseImage2.Visible = FalseImage3.Visible = TrueImage4.Visible = False
Label5.Caption = "Diameter tiang"Label7.Caption = "Panjang tiang"Label9.Caption = "Faktor utilisasi (0 < x < 1)"Label10.Caption = "Potensial baja ke lingkungan"Label11.Caption = "volt"Label40.Caption = ""Command1.Enabled = FalseCommand2.Enabled = FalseCommand3.Enabled = FalseEnd Sub
Private Sub Command3_Click()Image1.Visible = FalseImage2.Visible = False
Lampiran 2
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 73/83
56
Image3.Visible = FalseImage4.Visible = TrueForm1.Caption = "Proteksi Katodik Pada Kapal Baja"Option1.Enabled = TrueOption2.Enabled = False
Option1.Value = FalseOption2.Value = FalseOption6.Caption = "Al"Option7.Caption = "Zn"Label1.Caption = "Potensial baja ke lingkungan"Label2.Caption = "volt"Label5.Caption = "Panjang garis air"Label7.Caption = "Lebar terbesar garis air"Label9.Caption = "Draft"Label10.Caption = "Diameter propeler"Label11.Caption = "meter"Label40.Caption = "meter"Command1.Enabled = False
Command2.Enabled = FalseCommand3.Enabled = FalseEnd Sub
Private Sub Command4_Click()Dim A As Currency 'luas area proteksiDim D As Currency 'Diameter pipaDim L As Currency 'panjang pipaDim lp As Currency 'kebutuhan total arus proteksiDim Cd As Currency 'rapat arus lingkunganDim Ct As Currency 'kondisi coatingDim Wtot As Currency 'Jumlah total kebutuhan berat anodaDim n As Currency 'jumlah anoda yang dibutuhkan
Dim Wa As Currency 'berat satu buah anodaDim Y As Currency 'umur desain proteksiDim u As Currency 'faktor utilisasiDim C As Currency 'laju konsumsi anodaDim s As Currency 'jarak pemasangan antar anodaDim lpp As Currency 'Panjang garis airDim Bm As Currency 'Lebar terbesar garis airDim Dr As Currency 'draft kapalDim Dp As Currency 'diameter propelerDim Ireg As Currency 'Kuat arus yang dibutuhkanDim lps As Currency 'kebutuhan arus proteksi tiap jarak anodaDim la As Currency 'panjang anodaDim dal As Currency 'diameter anodaDim Ea As Currency 'potensial anodaDim rho As Currency 'potensial lingkunganDim Ec As Currency 'potensial baja kelingkunganDim lah As Currency 'keluaran proteksi tiap anoda horizontalDim lav As Currency 'keluaran proteksi tiap anoda vertikalDim mj As Currency 'massa jenis aluminium
Text12.Enabled = FalseText13.Enabled = FalseText14.Enabled = FalseText15.Enabled = FalseText16.Enabled = FalseText17.Enabled = False
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 74/83
56
Text18.Enabled = FalseText19.Enabled = FalseText20.Enabled = FalseText21.Enabled = FalseIf Form1.Caption = "Proteksi Katodik Pada Kapal Baja" Then
'input dataEc = Text1.TextY = Text2.Textlpp = Text3.TextBm = Text4.TextDr = Text5.TextDp = Text6.TextWa = Text7.Textla = Text8.Text'dal = Text9.TextEa = Text10.Textrho = Text11.Text
Dim o As Currency
If Text1.Text = "" Theno = MsgBox(" Lengkapi input data ", vbInformation, "Data tidak lengkap")End If
A = (15.6 * lpp) * (((Bm * Dr * 0.85) / 35) ^ 0.5) + (6.25 * (Dp ^ 2))lp = (20 * A) / 1000
If Option6.Value = True ThenC = 2700mj = 2.7
End If
If Option7.Value = True ThenC = 780mj = 7.14
End If
dal = 2 * (((1000 * Wa) / (3.14 * la * mj)) ^ 0.5)Wtot = (lp * Y * 8760) / (C * 0.85)n = Wtot / Was = (2 * (lpp + Bm)) / nlps = lp / nRh = rho / (2 * 3.14 * la) * (2.303 * (Log(4 * la / dal)) - 1)Rv = rho / (2 * 3.14 * la) * (2.303 * (Log(8 * la / dal)) - 1)lah = Abs((Ea - Ec) / Rh)lav = Abs((Ea - Ec) / Rv)
Text9.Text = dalText12.Text = AText13.Text = lpText14.Text = WtotText15.Text = nText16.Text = sText17.Text = lpsText18.Text = RhText19.Text = RvText20.Text = lahText21.Text = lavGoTo akhir
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 75/83
56
End If
'input dataCt = Text1.TextY = Text2.Text
D = Text3.TextL = Text4.Textu = Text5.Text'If u < 0 And u > 1 Then'Dim m As Integer'm = MsgBox("Nilai utilitas 0<x<1", vbInformation, "Input nilai salah")'End IfEc = Text6.TextWa = Text7.Textla = Text8.Text'dal = Text9.TextEa = Text10.Textrho = Text11.Text
If Option1.Value = True ThenIf Option3.Value = True Then
Cd = 54 + (Ct * (-0.465))End If
If Option4.Value = True ThenCd = 377 * (Ct * (-3.23))
End If
If Option5.Value = True ThenCd = 269 + (Ct * (-2.367))
End If
End If
If Option2.Value = True ThenIf Option3.Value = True Then
Cd = 16 + (Ct * (-0.106))End If
If Option4.Value = True ThenCd = 108 + (Ct * (-0.92))
End If
If Option5.Value = True ThenCd = 75.3 + (Ct * (-0.678))
End IfEnd If
If Option6.Value = True ThenC = 3.2mj = 2.7
End If
If Option7.Value = True ThenC = 3.8mj = 2.7
End If
If Option8.Value = True Then
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 76/83
56
C = 9.5mj = 2.7
End If
If Option9.Value = True Then
C = 8mj = 1.738
End If
If Option10.Value = True ThenC = 11.2mj = 7.14
End If
A = 3.14 * D * L 'luas permukaan pipa bajalp = A * (Cd / 1000) 'kebutuhan total arus proteksiWtot = (lp * Y * C) / u 'total berat kebutuhan anodan = Wtot / Wa 'jumlah anoda yang dibutuhkan
s = L / n 'jarak pemasangan antar anodalps = lp / n 'kebutuhan arus proteksi tiap jarak anodadal = 2 * (((1000 * Wa) / (3.14 * la * mj)) ^ 0.5)Rh = rho / (2 * 3.14 * la) * (2.303 * (Log(4 * la / dal)) - 1) 'Tahanan anoda yang dipasang horizontalRv = rho / (2 * 3.14 * la) * (2.303 * (Log(8 * la / dal)) - 1) 'Tahanan anoda yang dipasang vertikallah = Abs((Ea - Ec) / Rh)lav = Abs((Ea - Ec) / Rv)
Text9.Text = dalText12.Text = AText13.Text = lpText14.Text = WtotText15.Text = n
Text16.Text = sText17.Text = lpsText18.Text = RhText19.Text = RvText20.Text = lahText21.Text = lav
akhir:
Text12.Visible = TrueText13.Visible = TrueText14.Visible = TrueText15.Visible = TrueText16.Visible = TrueText17.Visible = TrueText18.Visible = TrueText19.Visible = TrueText20.Visible = TrueText21.Visible = True
Label54.Caption = "keluaran arus proteksi tiap anoda horizontal"Label58.Caption = "keluaran arus proteksi tiap anoda vertikal"
horizontal:If lps > lah ThenLabel53.Caption = "Kebutuhan arus proteksi tiap jarak anoda >"Label55.Caption = "DESAIN TIDAK DAPAT DIAPLIKASIKAN"
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 77/83
56
GoTo vertikalEnd IfLabel53.Caption = "Kebutuhan arus proteksi tiap jarak anoda <"Label55.Caption = "DESAIN DAPAT DIAPLIKASIKAN"
vertikal:If lps > lav ThenLabel57.Caption = "Kebutuhan arus proteksi tiap jarak anoda >"Label59.Caption = "DESAIN TIDAK DAPAT DIAPLIKASIKAN"GoTo selesaiEnd IfLabel57.Caption = "Kebutuhan arus proteksi tiap jarak anoda <"Label59.Caption = "DESAIN DAPAT DIAPLIKASIKAN"
selesai:End Sub
Private Sub Command5_Click()
Option1.Value = FalseOption2.Value = FalseOption3.Value = FalseOption4.Value = FalseOption5.Value = FalseOption6.Value = FalseOption7.Value = FalseOption8.Value = FalseOption9.Value = FalseOption10.Value = False
Option1.Enabled = FalseOption2.Enabled = False
Option3.Enabled = FalseOption4.Enabled = FalseOption5.Enabled = FalseOption6.Enabled = FalseOption7.Enabled = FalseOption8.Enabled = FalseOption9.Enabled = FalseOption10.Enabled = False
Text1.Visible = FalseText2.Visible = FalseText3.Visible = FalseText4.Visible = FalseText5.Visible = FalseText6.Visible = FalseText7.Visible = FalseText8.Visible = FalseText9.Visible = FalseText10.Visible = FalseText11.Visible = FalseText12.Visible = FalseText13.Visible = FalseText14.Visible = FalseText15.Visible = FalseText16.Visible = FalseText17.Visible = FalseText18.Visible = False
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 78/83
56
Text19.Visible = FalseText20.Visible = FalseText21.Visible = False
Text1.Text = ""
Text2.Text = ""Text3.Text = ""Text4.Text = ""Text5.Text = ""Text6.Text = ""Text7.Text = ""Text8.Text = ""Text9.Text = ""Text10.Text = ""Text11.Text = ""Text12.Text = ""Text13.Text = ""Text14.Text = ""
Text15.Text = ""Text16.Text = ""Text17.Text = ""Text18.Text = ""Text19.Text = ""Text20.Text = ""Text21.Text = ""Command4.Enabled = FalseCommand5.Enabled = FalseCommand1.Enabled = TrueCommand2.Enabled = TrueCommand3.Enabled = True
End Sub
Private Sub Command6_Click()EndEnd Sub
Private Sub Form_Load()Text9.Enabled = False
Image1.Visible = TrueImage2.Visible = FalseImage3.Visible = FalseImage4.Visible = FalseOption1.Enabled = FalseOption2.Enabled = FalseOption3.Enabled = FalseOption4.Enabled = FalseOption5.Enabled = FalseOption6.Enabled = FalseOption7.Enabled = FalseOption8.Enabled = FalseOption9.Enabled = FalseOption10.Enabled = False
Text1.Visible = FalseText2.Visible = FalseText3.Visible = False
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 79/83
56
Text4.Visible = FalseText5.Visible = FalseText6.Visible = FalseText7.Visible = FalseText8.Visible = False
Text9.Visible = FalseText10.Visible = FalseText11.Visible = FalseText12.Visible = FalseText13.Visible = FalseText14.Visible = FalseText15.Visible = FalseText16.Visible = FalseText17.Visible = FalseText18.Visible = FalseText19.Visible = FalseText20.Visible = FalseText21.Visible = False
Command4.Enabled = FalseCommand5.Enabled = FalseEnd Sub
Private Sub Option1_Click()If Form1.Caption = "Proteksi Katodik Pada Kapal Baja" ThenOption3.Enabled = FalseOption5.Enabled = False
GoTo tidak1End If
Option5.Enabled = True
Option3.Enabled = True
tidak1:Option4.Enabled = TrueEnd Sub
Private Sub Option10_Click()Text1.Visible = TrueText2.Visible = TrueText3.Visible = TrueText4.Visible = TrueText5.Visible = TrueText6.Visible = TrueText7.Visible = TrueText8.Visible = TrueText9.Visible = TrueText10.Visible = TrueText11.Visible = TrueEnd Sub
Private Sub Option2_Click()If Form1.Caption = "Proteksi Katodik Pada Kapal Baja" ThenOption3.Enabled = FalseOption5.Enabled = FalseGoTo tidak2End If
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 80/83
56
Option5.Enabled = TrueOption3.Enabled = True
tidak2:Option4.Enabled = True
Command1.Enabled = FalseCommand2.Enabled = FalseCommand3.Enabled = FalseEnd Sub
Private Sub Option3_Click()If Form1.Caption = "Proteksi Katodik Pada Kapal Baja" ThenOption9.Enabled = FalseGoTo laut1End If
Option8.Enabled = TrueOption9.Enabled = True
Option10.Enabled = True
laut1:Option6.Enabled = TrueOption7.Enabled = TrueEnd Sub
Private Sub Option4_Click()If Form1.Caption = "Proteksi Katodik Pada Kapal Baja" ThenOption8.Enabled = FalseOption9.Enabled = FalseOption10.Enabled = False
GoTo laut1End IfOption8.Enabled = TrueOption9.Enabled = TrueOption10.Enabled = True
laut1:Option6.Enabled = TrueOption7.Enabled = TrueEnd Sub
Private Sub Option5_Click()If Form1.Caption = "Proteksi Katodik Pada Kapal Baja" ThenOption9.Enabled = FalseGoTo laut1End If
Option8.Enabled = TrueOption9.Enabled = TrueOption10.Enabled = True
laut1:Option6.Enabled = TrueOption7.Enabled = TrueEnd Sub
Private Sub Option6_Click()
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 81/83
56
Text1.Visible = TrueText2.Visible = TrueText3.Visible = TrueText4.Visible = TrueText5.Visible = True
Text6.Visible = TrueText7.Visible = TrueText8.Visible = TrueText9.Visible = TrueText10.Visible = TrueText11.Visible = TrueEnd Sub
Private Sub Option7_Click()Text1.Visible = TrueText2.Visible = TrueText3.Visible = TrueText4.Visible = True
Text5.Visible = TrueText6.Visible = TrueText7.Visible = TrueText8.Visible = TrueText9.Visible = TrueText10.Visible = TrueText11.Visible = TrueEnd Sub
Private Sub Option8_Click()Text1.Visible = TrueText2.Visible = TrueText3.Visible = True
Text4.Visible = TrueText5.Visible = TrueText6.Visible = TrueText7.Visible = TrueText8.Visible = TrueText9.Visible = TrueText10.Visible = TrueText11.Visible = TrueEnd Sub
Private Sub Option9_Click()Text1.Visible = TrueText2.Visible = TrueText3.Visible = TrueText4.Visible = TrueText5.Visible = TrueText6.Visible = TrueText7.Visible = TrueText8.Visible = TrueText9.Visible = TrueText10.Visible = TrueText11.Visible = TrueEnd Sub
Private Sub Text1_Change()Dim n As CurrencyDim Ct As Currency
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 82/83
56
If Form1.Caption <> "Proteksi Katodik Pada Kapal Baja" Then'Ct = Text1.TextIf Ct < 0 Or Ct > 95 Thenn = MsgBox(" Presentasi Coating 0% - 95% ", vbInformation, "Input salah")
End IfEnd IfEnd Sub
Private Sub Text2_Change()Command4.Enabled = TrueCommand5.Enabled = TrueEnd Sub
Private Sub Text5_Change()If Form1.Caption <> "Proteksi Katodik Pada Kapal Baja" ThenDim m As CurrencyDim u As Currency
'u = Text5.TextIf u >= 1 Or u < 0 Thenm = MsgBox(" Nilai Utilitas 0<x<1 ", vbInformation, "Input salah")End IfEnd IfEnd Sub
'Private Sub Text7_Change()'If Text7.Text > 100 Or Text7.Text < 1 Then'Dim g As Integer'g = MsgBox("Input Nilai salah ", vbInformation, "")'End If'End Sub
5/17/2018 Penelitian Anode - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/penelitian-anode 83/83
56
BEBERAPA DATA YANG DIBUTUHKAN PROGRAM
1. Resistifitas Lingkungan
Lingkungan Resistifitas (ohm.cm)
Air laut 25
Tanah (lingkungan payau) 1500
Tanah 2000
2. Laju Konsumsi Anoda
Anoda Laju Konsumsi (kg/AY)
Al-Zn-Mercuri 3.2 – 3.1
Al-Zn-Indium 3.8 – 3.4
Al-Zn-Tin 9.5 – 3.4
Zn (Mil-A-1800-1H) 11.2 – 10.7
Mg (H-1 Alloy) 8.0
3. Rapat Arus Lingkungan
Lingkungan
Baja Telanjang Baja Coating
Polarisasi Pemeliharaan Polarisasi Pemeliharaan
mA/m2 mA/m2
Air laut mengalir 323 – 377 75.3 – 108 32.3 – 54 7.5 – 16
Air laut diam 161 – 269 43 – 75.3 7.5 – 32.3 5.4 – 7.5
Dalam tanah 43 – 54 7.5 – 16 5.4 – 7.5 0.75 – 5.4
Lampiran 3