Bab 5 Anoda Korban

BAB V PENGENDALIAN KOROSI DENGAN METODE ANODA KORBAN (SACRIFICIAL ANODE)

Kelompok 18

BAB V PENGENDALIAN KOROSI DENGAN METODE ANODA KORBAN

(SACRIF (SACRIF I CIAL ANO ANODE) 5.1. Tujuan :

1. Mengetahui dan memahami mekanisme pengendalian korosi dengan metode anoda korban (sacrificial anode) 2. Mengetahui dan memahami rancangan proteksi katodik ka todik dengan metode anoda korban (sacrificial anode) 3. Mengetahui dan memahami perubahan potensial – pH pH selama proses pengamatan 4. Mengetahui dan memahami perbedaan perubahan pada ba gian yang tercelup dan tidak tercelup 5. Mengetahui dan memahami pengaruh larutan NaCl 1 M terhadap laju korosi

5.2. Teori Dasar :

Proteksi katodik metode anoda korban dapat dilakukan dengan menghubungkan anoda korban terhadap material yang akan diproteksi. Material yang akan diproteksi diatur agar berperan sebagai katoda dalam suatu sel korosi dan pasangan yang dihubungkan dihubungkan adalah logam lain yang yang memiliki potensial yang lebih negatif sehingga berperan sebagai anoda. Elektron akan mengalir dari anoda ke katoda melalui kabel penghubung sehingga terjadi penerimaan elektron di katoda. Dengan adanya penerimaan elektron tersebut, katoda mengalami reaksi reduksi dan terproteksi dari proses korosi. Berikut adalah kelebihan penerapan sistem proteksi katodik metode anoda korban. 1.

Pemasangan relatif mudah dan murah.

2.

Tidak membutuhkan sumber energi listrik dari luar.

3.

Distribusi arus merata.

4.

Cocok untuk daerah berstruktur padat.

5.

Tidak membutuhkan biaya operasional.

Laporan Akhir Praktikum Korosi T.A. 2016/2017

67


6.

Perawatan mudah.

7.

Resiko overprotection rendah.

Kelompok 18

Namun, metode ini juga mempunyai beberapa kekurangan sebagai berikut. 1.

Keluaran arus terbatas.

2.

Tidak efektif bila resistivitas elektrolit tinggi.

3.

Tidak cocok untuk struktur besar yang perlu arus proteksi besar. Sistem proteksi katodik anoda korban biasanya diterapkan pada

perlindungan tangki dalam tanah, jaringan pipa dalam tanah, jaringan kabel listrik dan komunikasidalam tanah, tangki air panas dan struktur kapal laut. Dalam perancangan sistem proteksi katodik metode anoda korban, terdapat tiga kriteria yang ditetapkan oleh NACE (National Association of Corrosion Engineers), yaitu: 1.

-850mV terhadap proteksi katodik yang diaplikasikan,

2.

-850mV potensial polarisasi terhadap CSE,

3.

polarisasi minimum 100mV.

Jenis Anoda Korban dan Karakteristiknya

Penentuan material yang digunakan sebagai anoda korban dilakukan berdasarkan kemampuan material tersebut dalam menurunkan potensial logam yang diproteksi mencapai daerah imun dengan cara membanjiri struktur dengan arus searah melalui lingkungan. Faktor lainnya yaitu biayanya murah, mampu dibentuk sesuai ukuran, dan dapat terkorosi secara merata. Anoda korban yang biasa digunakan adalah magnesium (Mg), seng (Zn), dan aluminium (Al). Pemakaian anoda Mg digunakan untuk lingkungan yang mempunyai resistivitas tinggi. Hal ini disebabkan pada lingkungan ini diperlukan anoda yang tinggi keluaran arus per satuan berat dan potensial elektrodanya sangat negatif. Anoda Mg banyak digunakan untuk memproteksi pipa dalam tanah. Pemakaian anoda Al banyak digunakan di lingkungan air laut dan harganya relatif murah dibandingkan anoda lain. Anoda Zn merupakan anoda korban yang paling banyak digunakan di lingkungan air laut dan mempunyai efisiensi yang tinggi.


68


Kelompok 18

Backfill Anoda Korban

Pemakaian anoda korban yang diterapkan untuk proteksi katodik di dalam tanah perlu mengggunakan pembungkus yang disebut backfill. Backfill merupakan kantung kecil yang berisi campuran material dengan komposisi 75% gypsum, 20% bentonit, dan 5% natrium sulfat. Campuran ini menghasilkan resistivitas 50 ohm.cm apabila campuran dijenuhkan dengan air. Backfill ini berfungsi untuk: ·

memberikan lingkungan yang merata, sehingga keluaran (output ) arus anoda dapat diperkirakan tetap,

·

menurunkan resistivitas dari fasa anoda dengan tanah,

·

mencegah kontak langsung antara anoda dengan tanah.


69


Kelompok 18

5.3. Metodologi Penelitian 5.3.1. Skema Proses

Persiapan alat dan bahan

Spesimen dibersihkan dengan menggunakan gerinda tangan

Ukur dimensi dan timbang berat spesimen

Kaitkan kawat tembaga pada spesimen dan tambahkan kutek

Buat larutan NaCl 1 M

Timbang berat anoda korban dan potong anoda korban

Celupkan spesimen pada larutan

Amati secara visual, ukur pH dan Potensial spesimen setiap 1x 48 jam selama 4 hari

Bersihkan dan keringkan spesimen

Ukur dimensi dan timbang berat spesimen akhir

Plotkan hasil pengamatan pada diagram pourbaix

Analisa dan pembahasan

kesimpulan Gambar5.1 Skema Proses Pengendalian Korosi Dengan Metode Anoda Korban


70


Kelompok 18

5.3.2. Penjelasan Skema Proses

1. Disiapkan alat dan bahan 2. Spesimen dibersihkan dengan menggunakan mesin gerinda 3. Spesimen diukur dimensinya dan ditimbang berat awal dengan menggunakan neraca digital dan jangka sorong 4. Kaitkan kawat tembaga pada spesimen 5. Buat larutan NaCl 1 M dan Aqua DM 2 L 6. Timbang berat anoda korban, lalu potong anoda korban 7. Celupkan spesimen ke dalam masing – masing larutan sebelumnya disemprot dengan alkohol untuk menghilangkan kotoran setelah pengamplasan 8. Ukur pH larutan dan potensial spesimen dengan menggunakan pH meter dan potensiometer 9. Amati secara visual, ukur pH larutan dengan menggunakan pH meter dan ukur potensial spesimen menggunakan potensiometer setiap 1x48 jam selama 4 hari 10. Bersihkan spesimen dengan Aqua DM dan keringkan mengunakan tisu 11. Ukur dimensi spesimen dengan jangka sorong dan timbang berat akhir spesimen 12. Plotkan hasil pengamatan pada diagram pourbaix 13. Analisa hasil percobaan 14. Hasil analisa disimpulkan


71


Kelompok 18

5.3.3. Gambar Proses

Spesimen dibersihkan terlebih dahulu dengan menggunakan gerinda

Anoda dipotong dan ditimbang sesuai dengan perhitungan yang di dapat

spesimen diukur dimensi dan ditimbang berat awal, dengan menggunakan neraca digital dan jangka sorong

Sambungkan kawat tembaga dan anoda korban Zn

Buat larutan NaCl 1 M dan aqua dm sebanyak 2 liter, lalu masukkan ke dalam bak reaksi, kemudian spesimen di celupkan dengan kawat tembaga dan anoda korban Zn berada pada posisi bawah


72


Kelompok 18

Ukur pH larutan dan potensial spesimen serta amati perubahan secara visual 1x48 jam selama 4 hari

Spesimen dibersihkan dengan aqua dm dan dikeringkan dengan menggunakan tisu

Spesimen diukur dimensi dan timbang berat akhir dengan menggunakan jangka sorong dan neraca digital

Gambar 5.2. Pengendalian Korosi Dengan Metode Anoda Korban


73


5.4

Kelompok 18

Alat dan Bahan

5.4.1. Alat

1. Neraca digital

(1buah)

2. Potensiometer

(1 buah)

3. pH meter

(1buah)

4. Refference electrode

(1buah)

5. Akuarium

(1buah)

6. Batang pengaduk

(1buah)

7. Kaca arloji

(1buah)

8. Penggaris

(1buah)

9. Gerinda tangan

(1buah)

10. Ragum

(1buah)

11. Gergaji

(1buah)

5.4.2. Bahan

1. Aqua dm

(2 liter)

2. NaCl 1M 3. Spesimen baja ST-37

(1buah)

4. Logam Zn

(0,37 gr)

5. Kawat tembaga

(1buah)

6. Alkohol 96 %

(secukupnya)

7. Kutex

(secukupnya)

8. Amplas (240,600,800 mesh)


74


Kelompok 18

5.3. Pengumpulan dan pengolahan data 5.5.1. Pengumpulan Data Tabel 5.1. Data Awal Pengujian

Spesimen

ST-37

Panjang (mm)

300

Lebar (mm)

40,43

Tebal (mm)

5,51

Berat (gram)

620

Jenis larutan

NaCl

Tabel 5.2. Data Pengamatan Pengukuran Dimensi Dan Berat

Awal

Akhir

28-11-2016

6-12-2016

P tercelup (mm)

108

125

P tidak tercelup (mm)

192

125

T tercelup (mm)

40,43

175

T tidak tercelup (mm)

40,5

40,85

L tercelup (mm)

55,50

40,5

L tidak tercelup (mm)

5,51

5,66

A tercelup (mm)

10680,55

-

A tidak tercelup (mm)

17507,05

-

Berat plat (gr)

620

615

Berat anoda (gr)

0,037

0

Tanggal Panjang

Tebal

Lebar

A


75


Kelompok 18

Tabel 5.3. Data Pengamatan Secara Visual, Potensial, dan pH No

Tanggal

Gambar intensitas dalam larutan Depan

Belakang

Potensial

Pengamatan

pH

secara visual 

Terdapat endapan



Larutan berwarna bening

1

28-11-16

-0,60

7,13



Spesimen berwarna coklat pada bagian yang tidak tercelup



Terdapat endapan



Larutan berwarna bening

2

30-11-16

-0,64

6,77



Spesimen berwarna coklat pada bagian yang tidak tercelup



Terdapat endapan



Larutan berwarna kuning keruh

3

` 2-12-16

-0,58

7,18



Spesimen terkorosi pada bagian yang tidak tercelup


76


Kelompok 18



Terdapat endapan



Larutan berwarna

4

4-12-16

-0,57

kuning keruh

7,22 

Spesimen terkorosi pada bagian yang tidak tercelup


77


5.5.2.

-

Kelompok 18

Pengolahan Data

Diagram pourbaix

Gambar 5.3 Diagram Pourbaix pada Larutan NaCl 1 M (A noda Korban)

Hari pertama Hari kedua Hari ketiga Hari keempat Hari kelima Hari ketujuh


78


-

Kelompok 18

Perhitungan 1. Perhitungan luas penampang -

Panjang tercelup ( A2 ) = 108 mm = 0,108 m

-

Panjang tidak tercelup ( A 1 ) = 192 mm = 0,192 m

-

Panjang tercelup 2 ( A2 ) = 117 mm = 0,117 m

-

Panjang tidak tercelup 2 ( A 1 ) = 183 mm = 0,183 m

0,108 + 0,117 = 0,1125  2 0,192 + 0,183       = = 0,1875  2      =

Perhitungan luas penampang tercelup A2 = 2(p x l) + 2(l x t) + 2(t x p) = 2(0,1125 x 0,04) + 2(0,04 x 0,0051) + 2(0,0051 x 0,1125) = 0,01055 m 2 Perhitungan luas penampang tidak tercelup A2= 2(p x l) + 2(l x t) + 2(t x p) = 2(0,1875 x 0,04) + 2(0,04 x 0,0051) + 2(0,0051 x 0,1875) = 0,01732 m 2 2. Kebutuhan arus proteksi I = A2 x 24 ( mA/m 2) = 0,01055 x 24 = 0,253 mA = 2,53 x 10 -4 A Kebutuhan arus proteksi untuk 8 hari

8  365 8 =  2,53 x 10− 365 = 5,54  10−  =

Kebutuhan arus proteksi rata-rata


79


Kelompok 18

+ 2 2,53  10− + 5,54  10−     = 2 = 1,3 10−      =

3. Berat anoda korban

  −  8760     µ 8⁄ 1,3.10−  8760 365 = 786,7 0,995  0,85 =

= 3,7655  10− = 0,037  4. Perhitungan laju korosi

534    534  5000   = 7,8  26,84  96 = 132,85    =

-

Persamaan Reaksi 2Fe + 4H2O

2Fe2+ + 2H+ + 4OH-


80


Kelompok 18

5.4. Analisa Dan Pembahasan

Pada praktikum kali ini membahas ( sacrificial anode) anoda korban, anoda korban yang digunakan yaitu Zn. Pada praktikum kali ini Spesimen terlebih dahulu dibersihkan dengan menggunakan gerinda tangan dengan tujuan membersihkan kotoran berupa debu, minyak, karat dan lainnya, sedangkan penambahan alkohol pada saat sebelum spesimen dimasukkan kedalam larutan bertujuan untuk menghilangkan pengotor seperti minyak dan lemak setelah proses penggerindaan. Penggunaan kawat tembaga sebagai penghantar listrik yang baik juga mempermudah pada saat pengukuran potensial, Serta penambahan kutek untuk mencegah terjadinya korosi galvanik antara tembaga dan spesimen. Dalam metode ini yang harus diperhatikan adalah potensial pada deret volta. Apabila kita ingin memproteksi plat Fe berarti menggunakan logam yang berada dibagian kiri Fe pada deret volta, sehingga didapatkan logam Zn sebagai anoda korban. Secara teoritis Zn lebih reaktif dibandingkan Fe, sehingga yang terkorosi atau terdegradasi terlebih dulu adalah Zn, setelah Zn habis baru akan menyerang Fe. Pada praktikum kali ini menggunakan NaCl. Pada spesimen mekanismenya ada yang tercelup dan tidak tercelup sebagai tolak ukur/membandingkan korosi atau tidak mengalami korosi. Dari hasil pengamatan didapat Fe yang tercelup terproteksi dari korosi sedangkan yang tidak tercelup mengalami korosi. Pengamatan secara visual dapat dibandingkan antara yang tercelup dan tidak tercelup, yang tercelup Fe bersih tidak berwarna coklat, sedangkan yang tidak tercelup Fe berwarna kecoklatan yang artinya terkorosi. Berat awal Zn didapatkan 0,037 gram, didapatkan hasil akhir Zn tidak tersisa. Disimpulkan bahwa Zn terdegradasi. Fe atau spesimen mengalami degradasi dapat dilihat dari hasil perhitungan berat, berat awal didapat 620 gram setelah percobaan didapat berat akhir 615 gram, degradasi Fe ini terjadi akibat anoda korban yang sudah habis. Laju korosi pada spesimen yang tidak tercelup lebih tinggi yaitu 132,85 MPY.


81


Kelompok 18

5.7. Kesimpulan dan Saran 5.7.1.

Kesimpulan

1. Bagian yang tidak tercelup mengalami korosi karena tidak terproteksi oleh Zn 2. Zn terkorosi terlebih dahulu dibandingkan Fe 3. Berat Zn mula-mula 0,37 gram, berat akhir tidak tersisa 4. Laju korosi yang didapat untuk spesimen yang tidak tercelup = 132,85 MPY

5.7.2.

Saran

1. Sebaiknya, sebelum praktikum praktikan terlebih dahulu diberikan penjelesan mengenai mekanisme dan penggunaan alat ukur


82

Bab 5 Anoda Korban

Recommend Documents