Cathodic Protection

Cathodic Protection (CP) pada prinsipnya adalah aliran elektron dari anode harus membanjiri struktur yang diproteksi dan elektron ini tidak boleh keluar dari struktur yg diproteksi tersebut. Dengan kata lain, bagian yang lebih negatif akan menjadi anode dan yang lebih positif akan menjadi cathode.

Tanya - Ketut Sudana
 
Salam sejahtera para pakar MIGAS

Saya tertarik untuk belajar mengenai cathodic  protection, karena pekerjaan saya sebagai QC Inspector  pengelasan structure sebuah retropod anode  (anoda korban) untuk di dipasang di VDM platform di offshore, didalam spec client CP Installation saya baca :
Beda potensial yang diizinkan lebih kecil atau sama dengan 10 mV antara member platform (VDM)  dan  clamp, pertanyaan saya :
-         1.  Apakah pengaruhnya bila beda potensial antara member (VDM) dan clamp lebih dari 10 mV?
-         2. Apakah hasil CP reading member harus lebih kecil dari pada clamp?
-         3.  Apakah CP reading frame (structure retropod anode) harus lebih kecil dari anode?
-       4. Misal satu platform dipasang 4 buah anode, apa pengaruhnya bila CP reading dilakukan dilakukan setelah 1 anode terpasang lalu segera dibaca dibandingkan dengan CP reading dilakukan setelah 4 anode selesai terpasang karena client spec meminta segera dilakukan CP reading setelah terpasang.
Maaf kalau pertanyaannya cupu, terimakasih.


Tanggapan 1 - Farabirazy Albiruni


Pak Ketut,

CP pada prinsipnya adalah aliran elektron dari anode harus membanjiri struktur yang diproteksi dan elektron ini tidak boleh keluar dari struktur yg diproteksi tersebut. Dengan kata lain, bagian yang lebih negatif akan menjadi anode dan yg lebih positif akan menjadi cathode. Semua pertanyaan anda otomatis sudah terjawab dengan prinsip di atas:

Jawaban 1 & 2:

Potensial structure harus lebih positif atau sama dengan clamp karena structurenya yang ingin diproteksi. Perbedaan 10 mV ini berarti say -900 mV untuk structure dan -900 s.d -910  mV untuk clamp dan tidak boleh sebaliknya. Bila terjadi sebaliknya, maka elektron dari struktur akan keluar ke clamp sehingga structure akan terkorosi pada daerah clamp. Pembatasan perbedaan 10mV juga terkait dengan rate korosi pada clamp yang diinginkan. Semakin besar perbedaan antara clamp dengan structurenya, maka clamp akan terkorosi lebih cepat.

Jawaban 3&4:

Anode harus lebih negatif dari structure supaya elektron mengalir dari anode ke structure sama halnya seperti jawaban 1 dan 2 di atas. Jumlah anode ditentukan dari hasil perhitungan design CP yang memasukkan faktor life time 20 tahun (umumnya), current density dan efektif area coverage sehingga diperoleh berat total anode dan dimensi optimum anode. Sehingga CP reading harus dilakukan saat semua anode yang dibutuhkan dari hasil perhitungan mencapai nilai potensial yang dibutuhkan untuk melindungi structure sesuai dengan life time designnya.

Mudah2an cukup jelas.


Tanggapan 2 - Isya Muhajirin


Pak Ketut,

Menambahkan apa yg sudah dijelaskan Abhie diatas. Pada dasarnya, sambungan antara platform member dengan anode diusahakan untuk memiliki resistance seminimal mungkin. Efeknya sesuai formula  E= i * R; yaitu agar potensial proteksi (E) offshore struktur mencukupi dari arus (i) yg disupply oleh anode, maka hambatan (R) dibatasi. Jadi jawaban untuk pertanyaan #1 adalah potensial proteksi akan lebih kecil (positif) dari seharusnya.

Clamp untuk anode retrofit seharusnya fully coated dan tidak secara khusus diperhitungkan dalam design. Dan semakin negatif (contoh -950 mV lebih negarif dari -850 mV) potensial proteksi, semakin baik CP system memitigasi korosi. Clamp bersentuhan dengan platform member melalui "gigitan", sedangkan clamp berhubungan langsung melalui kabel dengan anode. Logikanya potensial clamp lebih negatif dari platform member mengingat adanya resistance.

Untuk #3, apakah maksudnya secara fisik struktur retropod anode harus lebih kecil dari anodenya sendiri? Ini tergantung design saya kira, karena kalau anodenya besar2 dan strukturnya kurang kuat untuk menahan beban anode dikhawatirkan malah tidak bekerja semestinya. Sementara yg diperhitungkan adalah massa anode untuk mampu memberikan perlindungan selama design life.

Apabila design retropod anode untuk suatu platform telah ditetapkan sebanyak 4 buah katakan. Dan pengukuran dilakukan setelah satu anode dipasang maka potensial proteksi akan menunjukan kurang dari minimum potensial proteksi yang ditentukan NACE yaitu -800 mV vs. Ag/AgCl reference electrode (ref. NACE SP0176). Sementara itu juga, anode memerlukan waktu polarisasi sehingga keadaan potensial menjadi stabil. Jadi lebih baik CP system dibaca setelah seluruh anode di-instal dan dibiarkan beberapa waktu agar polarisasi telah tercapai.

Mudah2an informasi diatas berguna.


Tanggapan 3 - Faisal Reza


Sudah lama nggak ada diskusi perkorosian...
 
Semua sudah dibahas oleh mas abhie dan mas Isya
 
Begini saya nggak terlalu jelas dgn pertanyaan pertama....tapi saya kira ada sedikit perbedaan persepsi.....yg dimaksud adalah resistance antata VDM dgn clamp....
 
Pertanyaan ini mengacu pada sensitivitas clamp ke VDM....jikalau resistance besar maka proses anodic-cathodic reaction akan tidak effektif....maka itu di DNV juga ISO dikatakan bhw resistance haruslah maksimum 0,1 ohm antara koneksi anoda dalam hal ini clamp...kabel...ke struktur yg akan di proteksi....jadi anda harus menghubungkan multimeter ke clamp dan VDM dan ukur resistivity nya....itu saja...kalau lebih dari 0,1 ohm maka clamp tidak bekerja dgn baik....
 
Nomer 2...bagi saya clamp dan struktur yg terlindungi adalah sama2 benda yg harus dilindungi oleh anode...beberapa retroclamp memang ada coating..tapi dalam design nya...clamp tidaklah perlu memakai coating....sebab coating akan rusak anyway....dan luasan clamp tidak terlalu besar...maka tidak akan menambah volume anodes secara significant...
 
Jadi proses design clamp...memang tidak pakai coating...meski pada praktikal..clampnya itu di coating.....kalaupun sang desainer akan memakai coating breakdown factor...saya kira ini akan menambah pekerjaan dan not worthed karena clamp tidak lah terlalu besar luas area nya dibandingkan dgn main structure yg akan di proteksi....jadi tidak ada penambahan volume anode yg signifikan....
 
nomer 3
Retropode anode...adalah juga structure yg di proteksi oleh anode khusus utk retropopde nya bukan utk main strukture....secara praktikal anode harus mengirmkan arus kesini...dan retropode juga harus lebih noble daripada anode (yg khusus utk retropode)....kalau tidak retropode nya charging dan korosi akhirnya anode nya terlepas dan  koneksi ke main strukture bisa lepas juga....
 
Cuman saya nggak pakai standard NACE disini karena saya lebih cenderung pakai ISO atau DNV dan didukung oleh riset dari CAPCIS UK yg berkaitan dgn serangan SRB (sulphate reduction bacteria) yg terdapat pada air laut....standar yg dipakai oleh operator2 di north sea adalah -900 to -950 mV vs Ag/AgCl ref elect.   untuk menghindari external MIC attack...ini biasanya pada daerah2 yg stagnant pada seabed plus yg kontak dgn sedimen....seperti utk bottom riser dan pipeline
 
Juga ingat jangan sampai ada electrical contact antara anode utama (utk main structure) dgn retropod...jikalau terjadi kontak dan retropode anda kebetulan tidak ada coating atau coating rusak...maka anode utama akan melihat retropde sebagai main defect dan akan melindungi retropde dan perlindungan thd strukture utama akan mengalami interference atau gangguan....
 
Untuk nomer 4 sudah dijelskan dgn baik oleh mas Isya...saya sedikit ingin menambahkan teori dasar...
 
Ingat konsep korosi utama adalah elektrolit dan kontak antara anode dan katode...anoda charging current...dan melepas electron yg mengalir ke contact langsung ke katode dan dimakan oleh sang pemakan elektron dalam hal ini adalah oksigen...
 
Hal diatas yg akan terjadi ketika besi dan al-anode dicemplungkan ke air laut....hal ini perlu waktu...tapi dalam beberapa waktu period akan terjadi normal korosi....waktu yg dibutuhkan adalah tergantung resistance air laut dan jarak besi dan anode....
 
Pada masa2 diatas...korosi akan tjd dan dimana Fe2+ akan charging...dan kalau saturated akan ditangkap oksigen yg bisa mebentuk okside Fe2O3 mgkin FeS dalam jumlah sedikit tergantung jumlah bakteria yg ada dilautan...dan ini bisa ditemukan kalau anda ambil sampel pada permukaan besi....
 
Tapi ketika anode sudah mulai bekerja yg dikatakan sama mas ISya adalah polarisasi...ini proses di balik....dimana al-anode yg charging....dan mengirimkan current ke besi yg dilindungi...maka prosos korosi besi akan bisa di stop seketika atau berkala...disaat inilah anda bisa melakukan potential survey pada besi atau struktur yg dilindungi...


Tanggapan 4 - Dony Wibowo aashnix

Mantabs penjelasannya, lumayan ada tambahan refresh katodik... terima kasih para suhu korosi.