Korosi dan Pengendaliannya di Pipa Air Minum (PDAM)
1. Pendahuluan Korosi dalam sistem air minum dapat disebabkan oleh faktor bawaan atau disain, konstruksi, atau kekurangan operasional. Sebagian besar bahan digunakan dalam sistem air minum yang rentan terhadap korosi. Properti dari bahan dan komposisi air bersifat interaktif dalam kejadian atau penghambatan korosi yang melekat. Kerentanan korosi adalah juga dipengaruhi oleh banyak faktor lain termasuk suhu, laju alir lokal, pH, alkalinitas, karbon dioksida, padatan terlarut, dan unsur kimia minordari bahan air atau korosi. Masalah korosi mungkin terjadi juga disebabkan oleh pilihan material yang buruk, kopling dari logam yang berbeda, Praktik instalasi yang tidak semestinya, desain yang salah memungkinkan stagnan yang tidak perlu daerah atau celah, pelepasan air yang tidak stabil, atau penambahan aditif. Sistem distribusi air dan pipa ledeng dapat mengandung berbagai variasi bahan. Kondisi lingkungan lingkungan yang disebutkan di di atas dapat berdampak pada bahan individual yang berbeda baik dalam jenis maupun derajat dan pengentasan Masalah korosi untuk satu material atau jenis instalasi bisa dibuat masalah dengan yang lain atau mengakibatkan penurunan kualitas air secara keseluruhan. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa sifat korosi dan korosi yang mungkin terjadi Alternatif kontrol sangat kompleks. Membatasi atau memprediksi korosif air dengan menggunakan indeks korosi universal atau parameter tidak layak saat ini. Sebaliknya tampaknya kontrol korosi bisa hanya dilakukan melalui program yang diterapkan secara menyeluruh pada sebuah komunitas sistem air per kasus. aku aku aku 2. Jenis Material Pipa PDAM Ada dua bahan yang tersedia untuk sistem pipa air: bahan logam dan nonlogam. Dari bahan yang paling umum digunakan untuk pipa air minum adalah baja galvanis atau besi, tembaga, polibutilena, polivinilklorida tidak dilapisi (PVC), polivinilklorida terklorinasi (CPVC) dan polietilen (PE). Paduan logam, yang jauh melebihi spesifikasi kinerja masing-masing bahan induknya, juga banyak digunakan.
Baja Galvanis atau Besi Penggunaan baja galvanis atau besi sebagai saluran air minum adalah masalah yang lebih besar dimana aliran airnya lambat atau statis untuk periode waktu karena perubahan warna karat yang disebabkan oleh korosi internal. Pipa baja galvanis atau besi juga bisa memberikan rasa dan bau yang tidak enak untuk air yang disampaikan dalam kondisi korosif.
Sistem perpipaan baja galvanis umumnya diterima untuk penggunaan di luar ruangan.
Besi Cor Pipa besi cor juga biasa digunakan di air sistem distribusi dibandingkan dengan baja yang memiliki kekuatan lebih rendah. Oleh karena itu, dibuat di bagian yang lebih berat. Sedangkan Pipa baja yang kerap bergabung dengan pengelasan, pipa besi cor harus memiliki mechanical joints. Paduan Logam Basis Besi Baja tahan karat (Stainless Steel ) digunakan oleh industri pengolahan air dapat dibagi ke dalam tiga kelompok yang diberikan di bawah ini 1. Kromium baja (mengandung 12 persen atau lebih Cr) yang ditunjuk oleh American Iron and Steel Institute (AISI) sebagai Tipe 400 series (contoh yang paling terkenal adalah Tipe 410 dan 430). 2. Baja tahan karat 18-8 kromium, yang ditunjuk AISI Tipe 300 series, dimana Tipe 301, 302, dan 304 sering bekas. 3. Baja tahan karat AISI Type 316 dengan komposisi nominal 18% Cr, 12% Ni, dan 2,5% Mo.
Kuningan yang umum adalah paduan tembaga dengan seng 10 sampai 50 persen. Sejumlah elemen lainnya dapat ditambahkan baik secara tunggal maupun kombinasi. Seng larut dalam tembaga hingga 39 persen untuk menghasilkan paduan fasa tunggal, a kuningan, paduan fasa tunggal lainnya, kuningan s, dibentuk dengan seng 47-50 persen. tingkat korosi seragam rendah, namun sebagian besar sampel menunjukkan korosi lokal.
Semen Asbes Semen asbes Semen asbes sering digunakan untuk perpipaan dalam sistem distribusi air domestik. Semen asbes tidak tahan terhadap tanah asam dengan pH rendah (<4). Karena daktilitasnya yang rendah, pipa semen asbes harus didukung dengan baik saat digunakan di bawah tanah dan tidak boleh dikuburkan di tanah yang tidak stabil. Asbes semen lebih murah dari baja atau besi tuang, terutama di Indonesia ukuran yang lebih besar; Namun, biaya instalasi yang tinggi bisa mengurangi biaya keuntungan atas materi ini. Alumunium Perpipaan paduan aluminium dapat dipertimbangkan karena memiliki korosi yang cukup baik ketahanan untuk aplikasi air minum, dan sering digunakan di sistem irigasi dimana portabilitas dalam perpipaan penting. Tidak membutuhkan perlindungan eksternal untuk korosi. Perlindungan korosi internal dapat dipengaruhi oleh lapisan tar batubara, epoksi tar batubara, atau epoksi.
Aluminium tidak boleh digunakan dalam air yang mengandung logam berat seperti tembaga, merkuri, atau besi. Logam ini cenderung menyimpan deposit.
Tembaga Pipa tembaga atau pipa juga sangat berguna untuk sistem pasokan air panas. Aliran air melalui sistem pipa tembaga tidak boleh melebihi 3 meter per detik. Polibutilena Polibutilena dalam sistem perpipaan non-metalik. Polibutilena bisa digunakan di tempat tinggal domestik untuk persediaan air panas dan dingin. Polivinilklorida terklorinasi (CPVC) CPVC adalah termoplastik yang diproduksi oleh polimerisasi vinil klorida, dengan tambahan klorinasi. CPVC banyak digunakan dalam sistem air dan sanitasi untuk distribusi air panas dan dingin. CPVC memiliki ketahanan yang jauh lebih baik terhadap korosi dan memiliki toleransi yang tinggi terhadap asam. CPVC ringan, tidak beracun dan tidak berbau, dan mengurangi pertumbuhan jamur, ganggang dan bakteri. Polivinilklorida (PVC) PVC rentan terhadap kerusakan fisik jika tertumpuk di tanah dan menjadi rapuh bila terkena sinar ultraviolet. Perhatian harus dilakukan saat menggunakan PVC yang dekat dengan pemanas air dan sumber panas serupa. Polietilen (PE) High-density PE digunakan terutama untuk aplikasi drainase dimana dapat menahan pelepasan suhu yang lebih tinggi daripada PVC. Medium-density PE mampu menahan tekanan internal yang lebih tinggi. Ini adalah bahan pilihan untuk perpipaan air minum jarak jauh. Low-density PE cocok untuk industri irigasi, dimana tekanan operasi sangat rendah dan fleksibilitas yang tinggi serta biaya yang rendah diperlukan.
3. Pengendalian Korosi Pengendalian korosi pada sistem air minum paling sering dilakukan dengan cara membuat penghalang pelindung antara permukaan material yang berkarat dan air yang korosif. Pelindung pelindung ini dapat diaplikasikan secara mekanis sebagai lapisan atau lapisan material sebelum pemasangan fasilitas atau dapat diterapkan secara kimia dengan menyesuaikan karakteristik kualitas air dari air minum untuk mengendapkan produk sampingan yang terbentuk pada permukaan bahan sistem air. Lapisan pipa yang paling umum digunakan meliputi enamel tar batubara, cat epoksi, dan mortar semen. Lapisan dan pelapis lainnya yang juga digunakan adalah lilin berbasis minyak bumi panas dan dingin, cat seng, dan aspal. Lapisan atau pelapis yang diterapkan harus berwawasan lingkungan, termasuk prosedur aplikasinya, dan tidak boleh memberikan efek estetika atau kesehata n yang tidak tepat ke dalam air.
Penambahan kapur untuk menginduksi presipitasi kalsium karbonat dan membentuk lapisan pelindung secara kimia adalah metode pengendalian korosi yang paling umum digunakan dan diterima melalui penyesuaian kualitas air. Lapisan pelindung yang diaplikasikan secara kimia juga terbentuk dengan penambahan natrium silikat dan fosfat anorganik. Bahan kimia ini umumnya disebut sebagai inhibitor korosi.
Coating dan Pipe lining Tiga lapisan pipa utama yang saat ini digunakan untuk proteksi korosi adalah enamel batubara, epoksi, dan mortar semen. a. Enamel tar batubara Hot Terapan Batubara Tar Enamel Berlian panas batubara terapung dihasilkan dari tar batubara, residu dalam distilasi fraksional tar batubara yang diperoleh dari destilasi destruktif batubara bituminous. Batubara tar enamel dibuat dengan mendispersikan batubara dalam campuran tar batubara dan minyak gas tar tar. Talc ditambahkan untuk memberi kekuatan. Berlian panas enamel batubara yang digunakan digunakan dalam pipa baja, dan diperkirakan antara 50 dan 80 persen dari semua pipa baja yang digunakan untuk distribusi air dilapisi dengan cara ini. Proses pelapisan melibatkan penyemprotan lapisan primer, biasanya resin berbasis karet terklorinasi, pada permukaan yang dibersihkan. Setelah pengeringan primer, enamel tar batubara dipanaskan sampai konsistensi cairan dan dituangkan pada permukaan pipa dari palung yang membentang memanjang melalui pipa berputar. Fitting dilapisi secara manual. Tebal lapisan adalah 0,094 inci (2.4mm). Jika sambungan harus dilas, penyambungan di sekitar sambungan las diperlukan. Pipa berlapis batubara tarium, yang diperiksa setelah bertahuntahun bekerja dalam sistem pasokan air, tidak menunjukkan adanya kegagalan lapisan saat lapisan tersebut diterapkan dengan benar. Masa pakai layanan lapisan ini relatif panjang, seringkali lebih dari 50 tahun. Keunggulan lainnya termasuk ketahanan erosi yang baik terhadap lumpur atau sejumlah kecil pasir di dalam air dan ketahanan terhadap keterikatan biologis. Kekurangan meliputi kebutuhan untuk mengajukan permohonan kembali ke area yang dilas dan untuk menggunakan perawatan khusus dalam menangani pipa selama cuaca ekstrem karena dingin menyebabkan kerapuhan dan panas dapat memicu keretakan. Peningkatan trace senyawa organik ada pada air yang mengalir melalui pipa tar berlapis batubara, namun efek potensial dari pelepasannya saat ini tidak diketahui. b. Epoksi Pipa ini pertama kali dibersihkan dan perawatan fosfat atau penghambat karat zinc silikat primer diterapkan ke permukaan. Langkah ini tidak diperlukan, tapi memperbaiki adhesi epoksi dan
ketahanan abrasif. Dua lapisan epoxy kemudian diaplikasikan dengan penyemprotan melalui pipa. Keuntungan utama menggunakan pelapis epoksi adalah koefisien kelancaran yang tinggi Selain itu, cat epoksi dapat diformulasikan dari komponen yang disetujui oleh FDA untuk permukaan kontak makanan. Kelemahan utama termasuk biaya dan penurunan ketahanan terhadap abrasi, dibandingkan dengan enamel tar batubara, yang membatasi masa pakai layanan di bawah 15 tahun. Penggunaan pelapis epoksi bubuk terbaru telah mengurangi masalah kesehatan dan polusi udara yang terkait dengan pelarut yang diperlukan untuk aplikasi semprot. Serbuk disemprotkan ke permukaan yang dipanaskan dan meleleh ke lapisan tipis yang menyatu dengan pipa. c. Semen mortir semen mortar adalah satu-satunya lapisan yang digunakan untuk garis besi cor dan pipa besi ulet. Lapisan semen diaplikasikan dengan memasukkan slurry ke dalam pipa berputar. Tindakan sentrifugal mendistribusikan campuran ke lapisan yang seragam. Proses alternatif melibatkan penggunaan tongkat dengan kepala berputar. Batang didorong melalui pipa, dan slurry disemprotkan ke permukaan pipa. Komposisi bubur yang diterapkan tergantung pada ukuran pipa yang dilapisi. Pipa dengan diameter di bawah 20 sentimeter menggunakan semen: pasir: rasio berat air 2: 3: 1, sedangkan pipa yang lebih besar menggunakan rasio 2: 4: 1 untuk mengendalikan kemungkinan retak. Keuntungan menggunakan lapisan semen mortar meliputi biaya dan sensitivitas rendah terhadap variasi kualitas media atau prosedur aplikasi. Dapat diterapkan secara in situ pada pipa yang lapisannya telah gagal. Kekakuan lapisan ini tidak menguntungkan karena pipa yang mengalami defleksi mungkin mengalami lapisan retak dan pengelupasan. d. Inhibitor korosi 1. CaCO3 2. Natrium Silikat 3. Fosfat
4. Karakteristik Korosi dari Material Yang Digunakan
Korosi Pada Besi Korosi besi dan baja di perairan pada dasarnya bersifat elektrokimia di alam. Kehilangan logam yang sebenarnya disebabkan oleh oksidasi atom besi pada permukaan logam untuk menghasilkan ion besi yang bisa masuk ke larutan dan elektron yang tinggal dengan logam : Fe Fe2+ + 2eAgar proses ini berlanjut, elektron harus diambil oleh proses reduksi yang bisa terjadi pada bagian lain dari permukaan. Biasanya proses pelengkap ini adalah reduksi oksigen terlarut atau pengurangan ion hidrogen atau spesies terkait. O2 + 2H2O + 4e- 4OH2H+ + 2e- H2
Jenis korosi seragam atau uniform corrosion akan terjadi jika kehilangan logam di atas permukaan sepanjang lokasi oksidasi dan reduksi terus bergeser di lokasi dan cakupan fraksional situs kira-kira sama. Korosi seragam disukai oleh permukaan logam yang bersih dan pasokan reaktan katodik yang cukup banyak. Jadi dalam larutan asam dimana film oksida tidak stabil dan konsentrasi ion hidrogen tinggi, baja umumnya bersifat korosi secara merata. Jenis korosi celah atau pitting corrosion akan terjadi jika lokasi oksidasi menjadi kecil atau tetap, dan dikelilingi oleh daerah reduksi yang jauh lebih besar. Pelokalan situs oksidasi ini dapat disebabkan oleh berbagai faktor seperti kerusakan lapisan oksida pelindung lokal, adanya celah, jeda pada deposit pada logam, dan sebagainya. Korosi celah sering disukai oleh kondisi yang mengurangi laju korosi seragam. Faktor yang mempengaruhi jenis korosi juga terkait dengan efek oksigen konsentrasi, pH, laju aliran, suhu dan konsentrasi elektrolit.
Korosi Pada Baja Galvanis Galvanizing membentuk antara Zn dan material besi/baja yang merupakan barrier untuk material itu sendiri.
Jenis korosi yang akan terjadi pada pipa dengan material baja galvanis yaitu korosi galvanis. Korosi ini akan terjadi jika coating pada pipa telah rusak. Ketika perbedaan potensial antara logam memacu driving force laju korosi, akan terjadi mekanisme korosi galvanik dengan kontak elektrolitnya.
Korosi Pada Paduan Logam 1. Stainless Steel Resistansi baja tahan karat terhadap korosi seragam bagus, tapi stabilitas korosi keseluruhan tergantung pada kondisi perawatan. Oksigen memainkan peran yang saling bertentangan dalam korosi baja tahan karat. Oksigen diperlukan untuk pemeliharaan keadaan pasif untuk baja tahan karat, namun juga memberikan kekuatan pendorong gangguan lokal terhadap film pasif dengan adanya klorida. Jenis korosi yang terjadi pada besi tahan karat pada kondisi ini ialah korosi terlokalisir atau pitting corrosion. 2. Kuningan
Banyak kuningan berkarat pada bagian utama dengan dezinkifikasi. Dua tipe dezinkifikasi umum dikenali, jenis layer dan jenis plug . Serangan jenis layer terjadi secara merata di sepanjang permukaan sedangkan serangan jenis plug dilokalisasi dan penetrasi terjadi secara tegak lurus ke logam. Kuningan rentan terhadap stress corrosion cracking dalam kondisi tertentu namun hal ini tidak dibahas disini. Pitting dapat terjadi dalam beberapa kondisi namun umumnya serupa dengan tembaga dan kurang penting daripada dezinkifikasi
Korosi Pada Tembaga 1. Korosi Seragam Tingkat korosi tembaga yang seragam biasanya cukup. Oleh karena itu, meskipun tingkat korosi seragam yang rendah dapat diterima berdasarkan daya tahan korosi, namun juga penting dari sudut pandang kualitas air. 2. Korosi Lokal / Pitting
Luas sebenarnya dari material yang terpengaruh biasanya kecil dan lubangnya sendiri sering ditutup dengan produk korosi yang mencegah hilangnya tembaga yang larut secara signifikan ke larutan. Di sisi lain, saat pitting aktif terjadi, laju serangan pitting jauh lebih tinggi daripada laju korosi seragam biasa. Selain itu, lubang bisa pecah tak terduga dari waktu ke waktu, melepaskan sejumlah kecil larutan ion tembaga pekat. Tembaga dalam larutan dapat meningkatkan korosi logam lain.
Korosi Pada Alumunium Jenis korosi yang paling sering terjadi pada pipa dengan material alumunium yaitu korosi lokal atau pitting corrosion.
