-
SISTEMPROTEKSIKATODIKARUSPAKSA(ICCP)
Prof.Dr.Ir.Sulistijono,DEAGuruBesar Teknik Materialdan Metalurgi
FTIITS
-
PROTEKSIKATODIKDENGANIMPRESSEDCURRENTCURRENT
PRINSIP : DIAGRAM POURBAIXPRINSIP: DIAGRAMPOURBAIX
VSHE P if
0mV
SHE PasifFe(OH)2
0
500
1000
1500
SSC Korosi
800 900Q Bajadalamair
N
O
,
D
E
A
1500Imun
800
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
4 8 12pH
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
Besi di lingkungan AirBesidilingkunganAir
N
O
,
D
E
A
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
KeseimbangantitikQberubahdenganmenggesernyakekiri,kanan,atasdanbawah
PenguranganpH(kekiri)titikQselaluberadadizonakorosiuntukberapapunhargapH
PenambahanpH(kekanan)adakemungkinantitikQmasukdaerahpasif,dimanaterbentukselaputyangbersifatpelindungapabilahomogen,kedapairdantidakkonduktif
Pemberianpotensialyanglebihnegatif(kebawah)titikQmasukkedaerahkebal(imun)dankorositidakterjadi.Semakinl
b k i dik d ki k i k dik hi
llambatreaksianodikdansemakincepatreaksikatodiksehinggalogammenjadikatodik.CarainimenjadiprinsipProteksiKatodik
Pemberianpotensialyanglebihpositif(keatas)titik Q k d h if Jik l
i if t b t k b if t N
O
,
D
E
A
titikQmasukdaerahpasif.Jikalapisanpasifyangterbentukbersifatpelindung,makacarainibisadipakaisebagaiprinsipProteksiAnodik
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
PadasistemProteksiKatodikdigunakancarayangke3.Padadiagrampourbaixbesidalamair,desainermemilihharga
850mVSSCagarterjadiproteksik dik S b i i
lkatodik.Sebagaiaturanumumrentangpotensialuntukproteksi: 800
900mVSSC.potensialyang
lebih negatif dari 850 mV SSC menghasilkanlebihnegatifdari
850mVSSCmenghasilkankehilanganlogamyangmakinkecil.
N
O
,
D
E
A
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
Mengapatidakmenggunakanpotensial1000 V SSC t l bih d h ( t t) ?
1000mVSSCataulebihrendah (overprotect)?
Pelepasanhidrogenpadapotensialyanglebihnegatif menimbulkan
kerusakan
hidrogennegatifmenimbulkankerusakanhidrogenembrittlement(perapuhanhidrogen)
Arus besar akibat potensial yang lebih negatif
Arusbesarakibatpotensialyanglebihnegatifmenyebabkantingginyakonsentrasilokalionhidroksilmerusaklapisancatjikaadacat
N
O
,
D
E
A
p j
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
Padaproteksikatodikanodakorbansebagaidasarperhitunganadalaharus.
Padaproteksikatodikarusterpasangsebagaidasarperhitunganadalahpotensial.
Bahanbaja,besi(Fe)dalamtanahproteksikatodiknyaadalah0,85V
s.d1000mVvsCSE
N
O
,
D
E
A
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
Bagaimana kerjanya sistemBagaimanakerjanyasistemGroundBed
+e i
Sumberarus
e iDC
N
O
,
D
E
A
Pipa
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
P h C i d P k i K dikPengaruhCoatingpadaProteksiKatodik
+
N
O
,
D
E
A
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
Bahan bahananodaimpressedcurrent
B h K i (k A 1 t 1) PBahan Konsumsi (kg. A-1.t-1) Penggunaan
Platinum dan logam lapis platinum
8.10-6 Lingkungan laut
Besi silikon tinggi 0,25 1,0 Sistem air minum, pipa bawah tanah
urugan bahan karbon
Baja 6,8 9,1 Lingk. Laut, urugan bahanBaja 6,8 9,1 Lingk. Laut,
urugan bahan karbon
Besi 9,5 Lingk. Laut, urugan bahan karbon
Besi cor 4,5 6,8 Lingk. Laut, urugan bahan karbon
Timbal platinum 0,09 Lingkungan laut
Ti b l k 0 09 Li k l NO
,
D
E
A
Timbal perak 0,09 Lingkungan laut
Grafit 0,1 1,0 Lingk. Laut, sistem air minum, urugan bahan
karbon S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
karbon
Uruganbahankarbon:pasirarangbatubara(coalcokebreeze)danpasirarangminyakbumi(petroleumcokebreeze)
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
Padapipayangditanamdalamtanahdengantahanan1000ohmcm,pipadicoatingsetebal3/32in,tahanancoating1013h
di l h d t dib t hk t
kohmcmdiperolehdataarusyangdibutuhkanuntuk
memproteksipipatersebut(diameter36in,panjang10miles)
Efektif coating Arus proteksi yangEfektif coating resistance
(ohm/ft2)
Arus proteksi yang dibutuhkan (A)
Pipa telanjang 500
10.000 14,91
25.000 5,96
50.000 2,98
100.000 1,49
500 000 0 30500.000 0,30
1.000.000 0,15
5 000 000 0 035.000.000 0,03
Perfect Coating 0,000058
-
KriteriaproteksiPipa dalam tanah dianggap terproteksi maka
diperlukan
arusPipadalamtanahdianggapterproteksimakadiperlukanarusproteksi
1 mA/ft2 : pipa baru1mA/ft :pipabaru
1 3mA/ft2 :pipalama
P t i l i t h d t h b b h i
dPotensialpipaterhadaptanahberubahsesuaidenganarusproteksikatodik
VDC
_+
_
N
O
,
D
E
A
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
PemasanganGroundBed2
101
3
1
2x60anoda
18
N
O
,
D
E
A
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
2
1
1 5
2
11 5 1
N
O
,
D
E
A
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
Desainaruspaksa
1.Kriteriadesain2 T k h i2.Tentukantahananpipa
)/()(
mohmD
r p=
3.Tentukankonduktanlapislindungpipa D
)().(. tDt
pipa
4 T t k k t t NO
,
D
E
A
)/(. msDg =
4.Tentukankonstantaateunasi
)m(g.r 1= S U LI
S
T
I
J
O
N
)m(g.r
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
5.Tentukantahanankarakteristik r
6.Pergeseranpotensialpipadidrainagepoint,Eo
)ohm(grrp =
g p p p g p ,
)V(X.cosh.EEo =7 Keperluan arus proteksi
Io7.Keperluanarusproteksi,Io
)A(X.tanhrpEoIo =p
8.ApakahEomasukkriteria?
0,5 < Eo < 1,5
N
O
,
D
E
A
0,5 Io.Sf1,
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
10.Tentukananodadanberat(wo)IRcr )kg(
UIR.c.rwo =
11 Tentukan jumlah anoda (n)11.Tentukanjumlahanoda(n)
2Sf.wwon =w
12.Tentukantahanananoda,Rh(individual)
e4
13 Faktor interferensi dari anoda F
)1de.4.(ln
L..2Rh
=
N
O
,
D
E
A
13.Faktorinterferensidarianoda,F
)n66,0..(lnRhSa
1F +=
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
Rh.Sa.
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
14.Tahanangrounded,Rn
)ohm(F.n
RhRn =d l k15.Teganganyangdiperlukan,Vo
)v(c)RSf.Rn(IRVo C2 ++=16.Check=?Vo=60V?
17.DCoutputrating,VRVo< VR< 60(V)
N
O
,
D
E
A
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
Problem
D t i D 18 t 0 373 L 60 KDatapipa :D=18,t=0,373,L=60Km
Lapispelindung :polietilen,overlap:5cm,kualitasbaik,
=5000ohm.m2
Potensialproteksipipa : 0,95 2,00V,CSE
Potensialalamiahpipa,tanpaproteksi : 0,55V,CSE.
Umurproteksi :20tahun
Anoda :besi silikon,berat=20kg
d=2,L=60,denganbackfilld=8,L=80
anodaditanamvertikaljarakantaraSa=5m
N
O
,
D
E
A
TransformerRectifier(TR)
:SilikonStack,kabinetdicattahankorosi,fireproof,ripplemax5%,input220V,1phase,50Hz
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
ResistensitanahGroundbed:20ohmm
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
SolusiSolusi
Daridatatersebutdiatasakandihitung:
Jarakjangkauanproteksi,Xmdarigroundbed.
Arusproteksiyangdiperlukan
Jumlahanoda
KapasitasTR
N
O
,
D
E
A
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
SolusiPipa 28x0,625x17km(711,2mmX12,7mm)
p =0,2x104ohm.mp , =2006ohm.m2 Tanah =30ohm.m
1.Kriteria desain :i i i l hif 0 5 Vminimumpotensial shift :
0,5V
umur desain :20th
2 T h i NO
,
D
E
A
2.Tahananpipa,r
m/ohm10.1,710).7,122,711(7,12.
10.2,0)tD.(t.
r 666
p
==
=
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
),,(,)(
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
SolusiPipa 28x0,625x17km(711,2mmX12,7mm)
p =0,2x104ohm.mp , =2006ohm.m2 Tanah =30ohm.m
1.Kriteria desain :i i i l hif 0 5 Vminimumpotensial shift :
0,5V
umur desain :20th
2 T h i NO
,
D
E
A
2.Tahananpipa,r
mohmr p /10.1,710.2,0 666
=== S UL
I
S
T
I
J
O
N
tDt,
10).7,122,711(7,12.).(. 6
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
3.Kebocorankonduktanlapislindung,gp g, g
m/s10.2,112000
10.2,711.D.g 43
===
4.Tentukankonstantaateunasi
928)10211(x)1017(gr 46 92,8)10.2,11(x)10.1,7(g.r 46
===5.Tentukantahanankarakteristik 1017r 6
6. Pergeseran potensial pipa di drainage point, Eo
ohm063,010.2,1110.1,7
grrp 4 ===
N
O
,
D
E
A
6.Pergeseranpotensialpipadidrainagepoint,Eo
17000).10.92,8cosh(.5,0EoX.cosh.EEo
5==
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
V19,1Eo17000).10.92,8cosh(.5,0Eo
=
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
7.Keperluanarusproteksi,IoE
17000)10928tanh(EoIo
)A(X.tanhrpEoIo
5
=
A15,17Io
17000).10.92,8tanh(rp
Io
==
8.ApakahEomasukkriteria?
0 5 < Eo < 1 5 (OK)0,5 17,05x1,25x> 21,44A
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
tentukanIR=25A
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
10.JenisanodaFe Si :berat21kg(w)
2x60 8x80(denganbackfill)
lajukonsumsi :0,5kg/AY
Utilizationfactor,U :0,8, ,
IR :25A
Desain : 20 tahunDesain :20tahun
Berattotalanoda :
N
O
,
D
E
A
kg5,3128,0
25x5,0x20UIR.c.rwo ===
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
11 Tentukan jumlah anoda (n)11.Tentukanjumlahanoda(n)
anoda2332,225,1x21
5,312Sf.w
won 2 ==== 21w12.Tentukantahanananoda,Rh(individual)
ohm42,6)12,02x4.(ln
2..230)1
de.4.(ln
L..2Rh ==
=13.Faktorinterferensidarianoda,F
)n66,0..(lnRhSa
1F +=
N
O
,
D
E
A
Rh.Sa.Sa=anodaspacing,5m
811)23x660(ln301F + S UL
I
S
T
I
J
O
N
81,1)23x66,0..(ln42,6.5.
1F =+=
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
14.Tahanangrounded,Rn
)ohm(51,081,1.2342,6F.
nRhRn ===
d l k15.Teganganyangdiperlukan,Vo
e)RSf.Rn(IRVo C2 ++=Sf2 =1,5
Rc=0,2ohm
e=2,5Volt
V63,265,2)2,05,1x5,0(25Vo =++=
N
O
,
D
E
A
)(
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
-
16 V V 60 V (OK)16.Vo< VR< 60V(OK)
17.DCoutputrating,VRp g, RVo< VR< 60(V)
Tentukan VR = 50 VTentukanVR=50V
18.Kesimpulanp
UntukproteksikatodikPipa 28x0,625x17kmdiperlukan:23anodaFe
SidenganbackfillTRoutput:25A,
N
O
,
D
E
A
50VDC
S
U
L
I
S
T
I
J
O
N
P
r
o
f
.
D
r
.
I
r
.
