Nama : Fadilah Permata SariNIM : 03031381320031Shift : AKelompok : 4

PERBEDAAN PROTEKSI ANODIK DAN KATODIK

1. Proteksi Katodik

Proteksi Katodik ( Cathodic Protection) adalah teknik yang digunakan

untuk mengendalikan korosi pada permukaan logam dengan menjadikan

permukaan logam tersebut sebagai katoda dari sel elektrokimia. Proteksi katodik

ini merupakan metode yang umum digunakan untuk melindungi struktur logam

dari korosi. Sistem proteksi katodik ini biasanya digunakan untuk melindungi

baja, jalur pipa, tangki, tiang pancang, kapal, anjungan lepas pantai dan casing

(selubung) sumur minyak di darat.

Efek samping dari penggunaan yang tidak tepat adalah timbulnya

molekul hidrogen yang dapat terserap ke dalam logam sehingga menyebabkan

hydrogen embrittlement (kegetasan hidrogen). Proteksi katodik adalah cara yang

efektif dalam mencegah stress corrosion cracking (retak karena korosi). Suatu

metode proteksi logam besi dengan menggunakan logam-logam yang lebih reaktif

dibandingkan besi (logam-logam dengan E°red lebih kecil dari besi), seperti seng

dan magnesium. Dengan metode ini, logam-logam yang lebih reaktif tersebut

akan teroksidasi, sehingga logam besi terhindar dari peristiwa oksidasi. Oleh

karena logam pelindung, dalam hal ini “mengorbankan diri” untuk melindungi

besi, maka logam tersebut harus diganti secara berkala.

Penggunaan pertama cathodic protection adalah pada tahun 1852, ketika

Sir Humphry Davy, salah seorang perwira AL Inggris, melekatkan sebongkah besi

pada bagian luar badan kapal berlapis tembaga yang terendam air. Besi cenderung

lebih mudah mengalami korosi yang menimbulkan karat dibandingkan dengan

tembaga sehingga ketika dilekatkan pada badan kapal, laju korosi pada tembaga

akan menjadi turun.

Cathodic protection galvanik. Pada saat ini, galvanik atau anoda tumbal

dibuat dalam berbagai bentuk dengan menggunakan alloy (campuran logam) dari

seng, magnesium dan alumunium. Potensial elektrokimia, kapasitas arus, dan laju

konsumsi dari campuran logam ini lebih besar sebagai cathodic protection

daripada besi. Anoda galvanik dirancang agar memiliki voltase aktif (sebenarnya

secara teknik memiliki potensial elektrokimia lebih negatif) lebih tinggi daripada

logam yang terdapat pada struktur baja. Untuk mendapatkan cathodic protection

yang efektif, potensial dari permukaan baja dipolarisasi (didorong) agar menjadi

lebih negatif hingga permukaannya memiliki potensial yang seragam.

Pada tahap ini, daya dorong yang dapat menyebabkan reaksi korosi

menjadi tertahan. Anoda galvanik kemudian akan terus terkorosi, memakan

material anoda hingga suatu saat perlu diganti. Polarisasi disebabkan oleh laju

arus dari anoda yang menuju ke katoda. Daya dorong bagi laju arus dari cathodic

protection adalah perbedaan potensial elektrokimia antara anoda dan katoda.

Cara impressed current cathodic protection. Untuk struktur (bangunan)

yang lebih besar, anoda galvanik tidak dapat secara ekonomis mengalirkan arus

yang cukup untuk melakukan perlindungan yang menyeluruh. Sistem Impressed

Current Cathodic Protection (ICCP) menggunakan anoda yang dihubungkan

dengan sumber arus searah (DC) yang dinamakan cathodic protection rectifier.

Anoda untuk sistem impressed current cathodic protection dapat berbentuk

batangan tubular atau pita panjang dari berbagai material khusus. Material ini

dapat berupa high silikon cast iron(campuran besi dan silikon), grafit, campuran

logam oksida, platina dan niobium serta material lainnya.

Tipe sistem impressed current cathodic protection yang umum untuk

jalur pipa terdiri dari rectifier bertenaga arus bolak-balok (AC) dengan output arus

DC maksimum antara 10 - 50 ampere dan 50 volt. Terminal positif dari output DC

tersebut dihubungkan melalui kabel ke anoda-anoda yang ditanam di dalam tanah.

Banyak aplikasi menanam anoda hingga kedalaman 60 m (200 kaki) dengan

diameter lubang 25 cm (10 inchi) serta ditimbun dengan conductive coke

(material yang dapat meningkatkan performa dan umur dari anoda). Sebuah kabel

berkapasitas sesuai dengan arus yang timbul menghubungkan terminal negatif

rectifier dengan jalur pipa. Output operasi yang dihasilkan dari rectifier diatur

pada tingkat optimal oleh seorang ahli cathodic protection setelah sebelumnya

melakukan berbagai pengujian termasuk diantaranya pengukuran potensial

elektrokimia.

Cara pengujian. Potensial elektrokimia diukur dengan berdasarkan pada

elektroda referensi. Elektroda tembaga-tembaga (II) sulfat digunakan untuk

struktur (bangunan) yang kontak dengan tanah atau air tawar. Elektroda perak

klorida digunakan untuk struktur yang kontak dengan air laut.

Cara baja galvanis. Mobil-mobil modern menggunakan rangka dan panel

galvanis berlapis seng. Baja yang tak terproteksi akan membentuk lapisan besi

oksida, yang dapat menyerap udara dan air sehingga dapat menyebabkan korosi

terus berlanjut di bawahnya. Akan tetapi, seng oksida yang dihasilkan di

permukaan barang dengan lapisan seng tidak dapat ditembus. Selama lapisan seng

dan seng oksida tidak terganggu (terkikis atau tergores), baja di bawahnya tidak

akan berkarat.

Baja galvanis memiliki sifat yang dapat memperbaiki diri sendiri;

goresan kecil dimana baja terekspose ke udara luar akan ditutup kembali oleh

seng. Hal ini terjadi karena seng di sekitarnya akan terserap dan mengendap pada

baja tersebut, mengganti apa yang sebelumnya hilang karena goresan.

Proteksi katodik adalah suatu cara perlindungan korosi secara

elektrokimia di mana reaksi oksidasi pada sel galvanik dikonsentrasikan pada

anoda dan menghilangkan korosi pada katoda. Struktur yang akan dilindungi

secara listrik dibuat negatip sehingga bertindak sebagai katoda. Elektroda yang

lain secara listrik dibuat positip dan bertindak sebagai anoda hingga tercipta suatu

sistem rangkaian arus listrik searah tertutup sebagaimana hanlnya bila sepotong

logam terkorosi. Sistem ini membutuhkan anoda, katoda, aliran listrik di antara

keduanya dan adanya elektrolit.

Prinsip kerja proteksi katodik. Potensial struktur diturunkan dengan

membanjiri area yang ada pada struktur dengan menggunakan elektron

melalui metalik konduktor (membanjiiri struktur dengan arus proteksi melalui

lingkungan) sehingga potensial struktur ke lingkungan. Caranya dengan

dihubungkan langsung ke logam lain (anoda korban) yang potensial korosinya

jauh lebih negatif. Setelah dihubungkan maka laju korosi baja turun dan laju

korosi seng naik, maka seng menjadi anoda korban.

Cara proteksi katodik anoda korban. Beberapa kriteria dalam proteksi

katodik baja korban dengan cara anoda korban adalah:

a. Potensial negatif (katoda) sekurangkurangnya –0,800 volt diukur antara

permukaan struktur dengan elektroda Ag/AgCl yang dihubungkan di dalam

air laut

b. Minimum negatif penyimpangan potensial (katoda) 0,3 volt yang dihasilkan

dari arus proteksi

c. Minimum negatif penyimpangan potensial (katoda) 0,1 volt yang diukur

dengan adanya gangguan arus dan pengukuran perubahan potensial

Penilaian kinerja anoda korban dalam memproteksi baja karbon meliputi:

a. Kapasitas anoda, yaitu jumlah arus yang didapat untuk satu satuan waktu

yang dihasilkan dari berat anoda tertentu.

b. Laju konsumsi anoda, menunjukkan rata-rata berkurangnya berat anoda

karena memproteksi katoda.

c. Efisiensi anoda, menunjukkan persentase kapasitas anoda teoritis yang

dicapai dalam prakteknya. Perhitungan efisiensi anoda karbon menggunakan

persamaan kapasitas teoritis kapasitas nyata.

Efisiensi = kapasitas nyata/kapasitas teoritis

d. Waktu induksi anoda, yaitu waktu yang dibutuhkan anoda untuk

menghasilkan potensial katoda yang stabil pada nilai potensial proteksi.

Merupakan waktu untuk mempolarisasi-negatifkan logam yang dilindungi

menjadi katodik.

e. Potensial proteksi, yaitu potensial yang disuguhkan sewaktu memberikan

informasi mengenai perilaku perlindungan anoda terhadap katoda dalam

suatu kurun waktu.

f. Pola korosi anoda, anoda harus mempunyai kecenderungan terkorosi sendiri

(parasitic corrosion) yang kecil, yang berarti anoda harus mempunyai pola

korosi yang merata (uniform corrosion).

Pada prinsipnya proteksi pengorbanan anoda yaitu proteksi dengan

memberikan anoda kepada logam yang akan dilindungi, sehingga logam yang

dilindungi menjadi katoda. Proteksi pengorbanan anoda dapat juga didefinisikan

sebagai suatu metode proteksi logam dengan menggunakan logam-logam yang

lebih reaktif dibandingkan logam tersebut. Logam yang dilindungi akan

mendapatkan donor elektron dari anoda sehingga katoda terhindari dari korosi,

sedangkan anoda yang kehilangan elektron akan mengalami korosi. Atau dengan

kata lain logam-logamyang lebih reaktif tersebut akan teroksidasi, sehingga logam

yang dilindungi akanterhindar dari peristiwa oksidasi. Oleh karena logam

pelindung, dalam hal ini mengorbankan diri´ untuk melindungi logam yang

diproteksi, maka logamtersebut harus diganti secara berkala.

Contoh-contoh proteksi katodik, antara lain:

1) Untuk mencegah korosi pada pipa di dalam tanah, di dekatnya ditanam logam

yang lebih aktif, misalnya Mg, yang dihubungkan dengan kawat. Batang

magnesium akan mengalami oksidasi dan Mg yang rusak dapat

diganti dalam jangka waktu tertentu, sehingga pipa yang terbuat dari besi

terlindung dari korosi.

2) Untuk melindungi menara-menara raksasa dari pengkaratan, maka bagian

kaki menara dihubungkan dengan lempeng magnesium yang ditanam dalam

tanah. Dengan demikian menara besi akan menjadi katode magnesium dan

lempeng Mg sebagai anodenya.

2. Proteksi Anodik

Pada proteksi anodik objek yang akan dilindungi dipasang sebagai anoda

dari suatu sel galvanik atau biasanya sel elektrolitik. Kemudian tegangan

elektrodanya digeser kearah positif sehingga untuk logam-logam tertentu akan

terjadi pasifasi kimiawi. Untuk kebanyakan logam hal ini justru akan

menyebabkan terjadinya korosi. Oleh karena itu cara ini pada prinsipnya hanya

cocok untuk logam yang menunjukkan pasifasi kimiawi. Selain itu komposisi dari

larutan korosifnya harus mendukung terjadinya pasifasi. Jadi proteksi anodik tidak

dapat dipakai dalam lingkungan yang mengandung konsentrasi anion dalam

jumlah besar, seperti dalam larutan klorida.

Ion-ion sulfat dalam konsentrasi tinggi dapat menggantikan ion-ion

khlorida pada permukaan logam. Jadi baja 18/8 dapat dilindungi secara anodik

dalam larutan yang mengandung 30 % H2SO4 dan 1 % NaCl. Proteksi anodik

dapat pula dibagi menjadi dua sub kategori yaitu galvanic anodic protection

dalam hal ini logam-logam mulia (Pt, Pd, Ag, Cu) dipakai sebagai unsur-unsur

pemandu atau sebagai surlace coating pada logam-logam pasifasi (stainless steel,

Ti, Ta, Zr). Electrolitic anodic protection pada proteksi anodik disini digunakan

arus searah dari luar yang disuplai melalui katoda tambahan dan tegangan

potensial objek yang akan dilindungi (anoda) diatur dengan bantuan potentiostat.

Metode proteksi anodik ini dikembangkan menggunakan prinsip kinetika

dari elektroda. Secara sederhana, proteksi anodik bekerja berdasarkan susunan

lapisan pelindung pada logam yang dihasilkan dari arus anodik yang dialirkan dari

luar. Proteksi anodik mempunyai kelebihan yang unik, contohnya adalah arus

yang dialirkan biasanya sebanding dengan laju korosi dari sistem yang dilindungi.

Sehingga proteksi anodik tidak hanya melindungi tapi memberikan nilai langsung

laju korosi untuk monitoring sistem. Proteksi anodik ini biasa digunakan untuk

melindungi peralatan yang digunakan untuk menyimpan dan menanggani asam

sulfat (H2SO4). Perlindungan anodik didasarkan pada pembentukan lapisan

pelindung pada logam oleh arus anodik eksternal yang diterapkan penerapan

anodik pada logam dapat meningkatkan laju disolusi logam dan menurunkan laju

evolusi hidrogen. Hal ini biasanya tidak terjadi kecuali untuk logam transisi pasif

aktif seperti besi, kromium, titanium, dan paduan logam.

3. Perbandingan Perlindungan Anodik dan Perlindungan Katodik

Masing-masing metode pelapisan memiliki kelebihan dan kekurangan.

Perlindungan anodik dan perlindungan katodik cenderung melengkapi satu sama

lain. Perlindungan anodik dapat digunakan untuk melindungi korosi dari yang

lemah sampai korosi yang cukup kuat, sementara perlindungan katodik hanya

dapat digunakan secara terbatas. Oleh karena itu, proteksi katodik tidak efektif

digunakan untuk korosi yang kuat. Sedangkan proteksi anodik dapat digunakan

pada arus rendah dan tempat korosi yang kuat. Instalasi dari sistem proteksi

katodik relatif murah karena komponen yang sederhana dan mudah diinstal.

Proteksi anodik memerlukan instrumentasi kompleks termasuk potensiostat dan

referensi elektroda, dan biaya instalasi yang tinggi. Biaya operasi dari dua sistem

itu berbeda karena, persyaratan yang berbeda seperti yang sudah disebutkan

diatas. Kekuatan dari proteksi katodik umumnya lebih rendah, karena

membutuhkan banyak sekali spase kosong dari elektroda untuk mencapai

keseragaman proteksi. Sistem proteksi anodik mempunyai kekuatan dalam

menghantarkan, dan karena itu katoda tambahan dapat dimanfaatkan untuk

melindungi pipa panjang. Proses proteksi anodik mempunyai dua keuntungan yang

unik. Pertama, penerapannya biasanya sama dengan laju korosi dari sistem yang

dilindungi. Dengan demikian, proteksi anodik tidak hanya melindungi tetapi

memberikan cara untuk mengontrol laju korosi. Kedua, kondisi operasi untuk

proteksi anodik bisa ditetapkan dengan tepat dari laboratorium pengukur

polarisasi. Sebaliknya, batas operasi untuk proteksi katodik adalah metode yang

biasanya ditetapkan oleh pengadilan empiris dan kesalahan tes. Konsep

perlindungan anodik didasarkan pada prinsip-prinsip ilmiah dan telah berhasil

diterapkan untuk industri tentang masalah korosi. Namun, penggabungan

perlindungan anodik dalam praktek rekayasa korosi terjadi sangat lambat.

Dampak buruk, yang diproduksi jika sistem katodik proteksi terhubung

dengan polaritas cadangan, kerusakan yang cepat dari anoda dalam beberapa

galvanis, dan aturan umum dalam korosi klasik, yang menyatakan bahwa arus

anodik terkesan mempercepat korosi, semua cenderung untuk menekan

pengenalan teknik perlindungan. Pada dasarnya, perlindungan anodik merupakan

penghapusan elektron dari logam dengan mempercepat korosi. Di masa depan,

perlindungan anodik mungkin akan merevolusi banyak praktek teknik korosi. Hal

ini dimungkinkan untuk mengurangi kebutuhan paduan untuk layanan korosi

tertentu.

DAFTAR PUSTAKA

Alam, Syamsul. 2015. Prinsip Kerja Cathodic Protection. (Online)

www.insinyoer.com. (Diakses pada tanggal 8 Maret 2016)

Anonim. 2010. Pengendalian Korosi. (Online). http://ardra.biz. (Diakses Tanggal

8 Maret 2016).

Saito, S. Dan Surdia, T. 2000. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta: Pradnya

Pramita.

Suwasono, A. 2013. Sistem Proteksi Anodik. (Online). http://agussuwasono.com.

(Diakses Tanggal 7 Maret 2016).