KOROSI PADA SISTEM PENDINGIN DAN INDUSTR

TUGAS KHUSUS
NAMA : LAILA KURNIA
NIM : 0310100351
KELOMPOK 3
KOROSI PADA SISTEM PENDINGIN DAN INDUSTRI MINYAK BUMI
1.1 Korosi pada Sistem Pendingin
Di dalam dunia industri, korosi merupakan salah satu hal yang sering
menimbulkan kendala bagi jalannya proses kerja di lingkungan industri. Korosi
merupakan suatu proses elektrokimia dimana atom-atom akan bereaksi dengan zat
asam dan membentuk ion-ion positif (kation). Hal ini menyebabakan timbulnya
aliran-aliran elektron dari suatu tempat ke tempat yang lain pada permukaan
metal. Korosi banyak menyerang semua peralatan-peralatan pabrik terutama
mesin-mesin dan bangunan dari logam. Korosi dapat terjadi pada semua logam,
terutama yang berhubungan dengan udara atau cairan yang korosif. Mesin-mesin
yang bersinggungan langsung dengan air atau cairan lain yang korosif akan
mudah terserang korosi lebih-lebih jika mesin tersebut berhubungan langsung
dengan air secara terus menerus. Seperi halnya pada sistem pendingin yang mana
berfungsi sebagai penyuplai air dingin ke mesin-mesin industri seperti kompresor,
kondensor dan chiller, air bersirkulasi di dalam sistem pendingin dan terjadi
kontak langsung dengan semua komponennya. Akibatnya komponen-komponen
tersebut akan mudah terserang korosi.

Di PT. Polysindo Eka Perkasa, masalah korosi yang terjadi di sistem
pendingin sebelumnya kurang mendapat perhatian serius dari pihak-pihak
perusahaan, hingga sampai suatu ketika banyak ditemukan kerusakan-kerusakan
signifikan yang ditimbulkan oleh adanya produk korosi tersebut.. Pipa–pipa
masuk ke penukar kalor kompresor (aftercooler) ditemukan telah mengalami
kebocoran, disamping itu

impeller

pompa banyak mengalami rongga-

rongga( lubang) dan tidak sedikit yang hancur terutama pada bagian sudu-sudu
impellernya. Dengan adanya kerusakan-kerusakan ini, sistem pendingin tidak bisa
bekerja secara optimal. Akhirnya pihak perusahaan mengambil kebijakan untuk
mengganti impelar pompa dan menutup kebocoran pipa penukar kalor. Dari
sinilah masalah korosi mulai mendapat perhatian serius dari semua pihak
perusahaaan. Upaya pencegahan korosi mulai dijalankan. Karena seluruh
komponen dalam sistem pendingin kontak langsung dengan dengan air dimana air

merupakan salah satu fluida yang korosif maka dari air sinilah ditambahkan zatzat anti korosi atau yang lebih dikenal dengan zat inhibitor. Faktor-faktor yang

mempengaruhi korosi adalah :
1.

pH

Gambar 1.1 Grafik hubungan pH dan laju korosi

Semakin tinggi pH maka laju korosi akan semakin cepat, sehingga air dalam
sistem pendingin dikontrol agar pH sekitar pH netral yaitu tujuh koma lima
sampai delapan koma lima (7,5 – 8,5).
2.

Temperatur

Gambar 1.2 Grafik hubungan laju korosi dan temperatur

3.

Partikel padat dan sistem deposit
Banyaknya partikel padat atau mineral-mineral yang terkandung di dalam air

bertendensi menyebabkan terbentuknya deposit. Deposit yang keras dan melekat
kuat dipermukaan logam disebabkan oleh konsentrasi mineral-mineral nyang
melebihi batas kelarutannya. Dari adanya deposit maka di daerah bawah deposit
akan mudah terbentuk korosi (korosi di bawah deposit / under deposit corrosion).
4.

Kecepatan aliran air.
Kecepatan aliran air yang tinggi diatas kecepatan kritisnya di dalam pipa

berpotensi menimbulkan korosi. Kerusakan permukaan logam yang disebabkan

oleh aliran fluida yang sangat deras itu yang disebut erosi. Proses erosi dipercepat
oleh kandungan partikel padat dalam fluida yang mengalir tersebut atau oleh
adanya gelembung-gelembung gas. Dengan rusaknya permukaan logam, rusak
pula lapisan film pelindung sehingga memudahkan terjadinya korosi . Kalau hal
ini terjadi maka proses ini disebut karat erosi.
5.

Pertumbuhan Mikrobiologi.

Secara teoritis apabila tidak terdapat zat asam, maka laju korosi pada baja

relatif lambat, namun pada kondisi-kondisi tertentu ternyata laju korosinya justru
tinggi sekali. Setelah diselidiki ternyata di daerah tersebut hidup sejenis bakteri
anaerobic yang hanya bertahan dalam kondisi tanpa zat asam. Bakteri ini
mengubah (reducing) garam sulfat menjadi asam yang reaktif dan menyebabkan
korosi.
1.1.1. Komponen–Komponen Cooling Sistem yang Biasa Terserang Korosi
Sistem pendigin bekerja berdasarkan perpindahan panas antara udara dan
air. Di dalam sistem pendingin terjadi suatu siklus panas dan dingin. Air yang
telah didinginkan oleh cooling tower dipompa dan didistribusikan ke mesin-mesin
industri seperti kompresor, kondensor dan chiller untuk mendinginkan fluida
kerjanya. Air panas yang keluar dari penukar kalor mesin-mesin tersebur
selanjutnya kembali lagi ke cooling tower untuk didinginkan lagi hingga
seterusnya.
Sistem pendingin ini karena permukaan logam selalu kontak dengan air
maka korosi di sistem pendingin ini sering dikatakan sebagai korosi dalam air.
Semua air dapat jadi penyebab korosi karena air dapat berfungsi sebagai pereaksi,
katalisator, sebagai pelarut, maupun sebagai elektrolit untuk terjadinya korosi
padsa logam. Tetapi korosivitas dari masing-masing air ini akan berlainan

terhadap logam yang sama karena agresivitas berbeda disebabkan mempunyai
kom posisi zat terlarut yang tidak sama. Komponen-komponen dari cooling
system yang biasa terserang korosi adalah sebagai berikut :
1)

Pompa dan pipa pompa.

2)

Pipa masuk after cooler kompresor.

3)

Katup-katup, elbow, dan sambungan-sambungan.

1.1.2 Tipe-tipe Korosi pada Sistem Pendingin
a.

Korosi Atmosfer ( General corrosion )
Jenis korosi ini terjadi akibat proses elektrokimia antara dua bagian benda

padat khususnya logam besi yang berbeda potensial dan langsung berhubungan
dengan udar terbuka. di udara, perbedaan struktur molecular dari material logam
itu sendiri, serta perbedaan tegangan di dalam bagian-bagian logam besi tersebut.
Secara alami hal-hal tersebut menimbulkan perbedaan potensial antara bagianbagian, perbedaan potensial ini menyebabkan sebagian dari logam bersifat
katodis, yakni kotoran , oksida, dan struktur molecular yang katodis, serta bagian
yang anodis, yakni bagian metal besi yang murni.

Gambar 1.3 Korosi Atmosfer

b.

Korosi Galvanis
Korosi galvanis berprinsip reaksi sebagaimana halnya sel galvanis. Korosi

galvanis merupakan proses pengkorosian elektrokimiawi jika dua macam logam
yang berbeda potensial dihubungkan langsung di dalam elektrolit yang sama.

Gambar 1.4 Korosi Galvanis

c.

Korosi Erosi (Errosion corrosion)
1) Erosi adalah kerusakan permukaan metal yang disebabkan oleh aliran
fluida yang sangat deras. aliran fluida di permukaan logam yang
sebetulnya halus.
2) Adanya celah yang memungkinkan fluida mengalir di luar aliran utama.

3) Adanya produk korosi atau endapan lain yang dapat mengganggu aliran
laminar.
d.

Korosi Sumuran (Pitting corrosion)
Bentuknya ada yang merata di seluruh permukaan metal, ada yang terisolir

(isolated), namun keseluruhannya berada dalam lingkungan yang cair atau basah,
hal ini dikarenakan sumuran tersebut sebagai akibat proses elektrokimia yang
terkonsentrasi pada suatu lokasi secara berkesinambungan. Secara umum karat ini
memiliki ciri-ciri anoda sangat kecil dan sering terjadi dibawah deposit atau titik
lemah.

Gambar 1.5 korosi sumuran

e.

Korosi kavitasi
Apabila karena tingginya kecepatan cairan menciptakan daerah-daerah

bertekanan tinggi dan rendah secara berulang-ulang pada permukaan peralatan
dimana cairan tersebut mengalir, maka terjadilah gelembung –gelembung uap
cairan pada permukaan tersebut, yang apabila pecah kembali menjadi cairan yang
menimbulkan pukulan pada permukaan yang cukup besar untuk memecahkan film
oksida pelindung permukaan tadi.

Gambar 1.6 Mekanisme kavitasi

Mekanisme kavitasi secara skematis ditunjukkan oleh gambar 1.6 yakni melalui
beberapa langkah-langkah sebagai berikut :
1) Gelembung kavitasi terbentuk pada film pelindung.
2) Gelembung-gelembung tersebut pecah dan merusak lapisan film tersebut.

3) Permukaan logam yang sudah tak terlindungi mulai terkorosi dan film
terbentuk kembali.
4) Gelembung-gelembung kavitasi yang baru, terbentuk lagi pada tempat yang
sama.
5) Gelembung pecah dan merusak lapisan film.
6) Daerah yang terbuka (tak terlindungi lapisan film) terkorosi lagi dan lapisan
film terbentuk kembali dan seterusnya
1.1.3 Efek yang ditimbulkan oleh adanya korosi
a)

Merusak logam dari cooling system.

b) Korosi menghasilkan deposit dalam penukar kalor.
c)

Efisiensi perpindahan panas berkurang oleh adanya deposit.

d) Kebocoran pada perlengkapan maupun peralatan.
e)

Terjadi kontaminasi pada proses dan airnya sendiri.

1.1.4 Korosi pada Cooling Tower
Cooling tower adalah suatu peralatan penting untuk keperluan proses
pertukaran panas atau pendinginan udara bagi berbagai industri. Masalah klasik
yang dihadapi sistem instalasi pendingin udara menggunakan media air adalah :
1) Proses pembentukan endapan baik berupa kerak (scale) maupun fouling
2) Proses korosi yang disebabkan oleh reaksi kimia
3) Masalah endapan dan korosi secara biologi (Biological deposition and
Corrotion) akibat keberadaan mikroorganisme dalam sistem cooling tower.
a.

Proses pembentukan endapan / deposit
Deposit yang dikatagorikan sebagai kerak (endapan yang terjadi akibat

keberadaan garam-garam sadah dan silica) dan fouling (deposi yang disebabkan
oleh keberadaan padatan tersuspensi dalam air) serta slime deposit yang
diakibatkan oleh mikroorganisma seperti alga dan fungi yang melapisi pipa dan
permukaan heat exchanger akan mengkibatkan turunnya

kinerja

Condensing Unit dan efisiensi pertukaran panas instalasi cooling tower.
b.

Karat dan korosi akibat reaksi kimia
Korosi yang terjadi pada cooling tower umumnya disebabkan oleh :

Steam-

a)

Tingginya kandungan oksigen dalam air

b) PH air yang tidak terkontrol
c)

Tingginya kandungan ion OH- dalam air (Alkaline embrittlement)

d) Akibat samping dari timbulnya deposit dan kerak
Proses karat dan korosi harus ditekan seminimal mungkin yang bertujuan
untuk menekan tingkat kerusakan cooling tower terutama pada jaringan pipa
sekaligus untuk meningkatkan waktu hidup (life cycle).
1.2 Korosi pada Industri Minyak Bumi
1.2.1 Tempat-Tempat Terjadinya Korosi Pada Industri Minyak
1.

Down hole corrosion
High fluid level pada jenis pompa angguk di sumur minyak dapat

menyebabkan terjadinya stress pada rod bahkan dapat pula terjadi corrosion
fatigue. Pemilihan material untuk peralatan bottom hole pump menjadi sangat
renting. Pompa harus dapat tahan terhadap sifat-sifat korosi dari fluida yang
diproduksi dan tahan pula terhadap sifat abrasi.
2.

Flowing well
Anulus dapat pula digunakan untuk mengalirkan inhibitor ke dasar tubing dan

membrikan proteksi pada tabung dari kemungkinan bahaya korosi. Pelapisan
dengan plastik dan memberikan inhibitor untuk proteksi tubing dapat pula
digunakan pada internal tubing surface.
3.

Casing corrosion
Casing yang terdapat di sumur-sumur produksi bervariasi dari yang besar

sampai yang consentric acid. Diperlukan perlindungan katodik untuk external
casing. Korosi intenal casing tergantung dari komposisi annular fluid.
4.

Well heads
Peralatan dari well heads, terutama pada well gas tekanan tinggi, mengalami

korosi yang disebabkan oleh kecepatan tinggi dan adanya turbulensi dari gas.
5.

Flow lines
Adanya akuntansi dari deposit di dalam flow line dapat menyebabkan korosi

dan pitting yang akhirnya menyebabkan kebocoran. Internal corrosion di dalam
flow line dapat dicegah dengan inhibitor.

1.2.2 Tipe Korosi Di Lapangan Minyak
1.

Korosi Merata (uniform corrosion)
Korosi yang menyerang logam secara merata pada semua bagian permukaan

logam, sehingga diperoleh laju korosi yang cenderung sama di semua bagian.
Biasanya terjadi pada peralatan-peralatan terbuka, miasalnya permukaan luar pipa.
2.

Korosi Celah (crevice corrosion)
Korosi yang terjadi pada daerah celahan, yaitu daerah yang terdapat pada

antara dua permukaan yang dilapiskan. korosi ini timbul karena perbedaan
konsentrasi oksigen di dalam dan di luar celah. Korosi ini terjadi pada sela-sela
gasket, sambungan bertindih, sekrup-sekrup atau kelingan yang terbentuk oleh
kotoran-kotoran endapan atau timbul dari produk-produk karat.
3.

Korosi Erosi (erosion / abrasion corrosion)
Korosi yang disebabkan oleh adanya gerakan relatif antara fluida dengan

permukaan logam, misalnya abrasi pasir. Ada dua teori mengenai korosi ini, yaitu
wear-oxidation, korosi yang didahului keausan lalu oksidasi dan oxidation-wear.
4.

Korosi Sumuran (pitting corrosion)
Korosi yang menyerang logam secara lokal, yang terjadi pada daerah anodik

logam yang berlangusng secara terus – menerus. Korosi ini berbentuk lubanglubang pada permukaan logam karena hancurnya film dari proteksi logam yang
disebabkan oleh kecepatan korosi yang berbeda antara satu tempat dengan tempat
lain pada permukaan logan tersebut.
5.

Korosi Retak Tegang (stress corrosion cracking)
Korosi yang terjadi akibat interaksi antara tiga hal pokok, adanya tegangan,

adanya lingkungan yang korosif dan adanya logam yang rawan korosi lokal pada
lingkungan yang dimaksud. Korosi ini berbentuk retak-retak tidak mudah dilihat,
terbentuk di permukaan logam dan berusaha merembet ke dalam. Ini terjadi pada
logam–logam yang banyak mendapat tekanan. Hal ini disebakan kombinasi dari
tegangan tarik dan lingkungan yang korosif sehingga struktur logam melemah.
6.

Korosi Batas Butir (intergranular corrosion)
Terjadi pada baja tahan karat yang mengalami pemanasan pada suhu kurang

lebih setengah dari temperatur cair sehingga batas butir berbentuk karbida.

7.

Korosi Selektif (selective corrosion)
Korosi yang menyerang satu unsur logam dari sebuah logam paduan.

Contohnya desinfication yang melepaskan zink dari paduan tembaga.
8.

Kosori Galvanik
Korosi yang menyerang dua logam yang berbeda jenis yang saling

berhubungan. Perbedaan jenis logam menyebabkan perbedaan potensial
antarmuka kedua logam.
1.2.3 Korosi pada Eksplorasi Minyak Bumi
Kegiatan eksplorasi dan eksploitasi minyak bumi lepas pantai di Indonesia
telah berkembang untuk segala kebutuhan pemeliharaan dan perbaikan sampai
dengan konstruksi dalam air laut. Baik pembangunan di lepas pantai maupun
untuk untuk kegiatan konstruksi saluran yang menggunakan pipa di dalam air.
Pada saat ini untuk transportasi dari sumur minyak da. Pemakaian n gas alam
lepas pantai telah banyak digunakan pipa cladding dengan diameter sampai 18
inchi. Pemakaian pipa cladding untuk mengatasi masalah korosi secara ekonomis
menguntungkan karena proses pembuatannya relatif lebih murah daripada
stainless steel.
Masalahnya terletak pada belum diaplikasikannya proses las cladding untuk
penyambungan pipa lepas pantai. Yujuannya adalah mendapatkan ketahanan
korosi yang lebih baik pada pipa dan menghemat biaya material. Dalam penelitian
digunakan baja A516 sebagai logam induk dengan cladding baja tahan karat
316L. Metode pengelasan girth weld, meliputi membandingkan rancangan
sambungan las bentuk groove V dengan groove Vm (modifikasi) dengan
parameter las SMAW yang sama, proses cladding dikerjakan dengan metode
overlay SMAW.
1.2.4 Korosi pada Fasilitas Proses Produksi Minyak dan Gas Lepas Pantai
Produksi minyak dan gas lepas pantai meliputi bejana dan sistem pipa yang
rentan terhadap serangan korosi. Untuk meminimalkan kegagalan yang terjadi
akibat serangan korosi dan mencegah shut down yang tidak direncanakan
dipakailah sistem pemantauan korosi. Sistem pemantauan korosi disini diterapkan

terbatas yaitu hanya pada bagian fasilitas proses produksi. Bagian tersebut antara
lain meliputi production separator, atmospheric separator, scrubber, compressor,
dan cooler.
Pada sistem pemantauan korosi yang diterapkan sebelumnya corrosion
coupon dan probe ditempatkan sangat terbatas. Sistem pemantauan korosi yang
baru ditempatkan pada jalur pipa yang korosif seperti pada jalur masuk fluida tiga
fasa, jalur keluar air, jalir keluar gas pada separator, jalur keluar minyak pada
separator, dan jalur keluar gas pada cooler. Metode yang dipakai dalam
pemantauan korosi ini adalah weigh less coupon, electrical resistance, lines
polarization resistance, dan weld probe. Selain itu pembahasn disini juga
berisikan arah penempatan alat pemantauan korosi teradap pipa untuk
mendapatkan data korosi yang benar-benar sesuai dengan keadaam lingkungan.
Korosi mempunyai jenis yang berbagai macam. Ada yang terlihat jelas
menggorogoti instrumen tapi ada yang bersembunyi, tidak terlihat tetapi suatu
saat mereka menyebabkan kerugian yang tidak sedikit jumlahnya. Oleh karena itu
diperlukan suatu penanganan khusus terhadap reaksi alami dari logam ini.
Penelitian tentang metode penanganan korosi telah dilakukan sejak lama. Hasil
prevensi terhadap korosi antara lain dapat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu dengan
disain yang tepat, dengan inspek siyang disiplin, dan monitoring atau pengamatan
terhadap korosi yang sedang berlangsung. Walaupun banyak referansi untuk ilmu
keteknikan korosi, tapi untuk masalah yang menyangkut corrosion monitoring,
jurnal, dan publikasi ilmiah bisa dikatakan masi jarang. Kemajuan teknologi
berperan pentuing dalam kemajuan metode corrosion monitoring. Pengembangan
teknologi dan metode corrosion monitoring bisa berkembang pesat.
Pada indutri minyak dan gas, aset-aset yang dimiliki perusahaan tentunya
bernilai sangat mahal. Perawatan harus dilakukan dengan ekstra hati-hati supaya
aset tersebut dapat selama mungkin beroperasi dan bernilai produktif. Korosi
merupakan salah satu gangguan yang sangat merugikan terhadap peralatan yang
ada pada industri minyak dan gas. Kerusakan akibat korosi dapat menyebabkan
perusahaan merugi dalam jumlah yang tidak sedikit. Pencegahan dan penanganan
terhadap korosi melalui corrosion monitoring adalah salah metode yang cukup

efektif. Biaya untuk menanggulangi korosi dapat mencapai seluluh sampai 40
persen (10-40%) dari biaya total yang dikeluarkan perusahaan. Melalui
pertimbangan berbagai aspek, sistem corrosion monitoring dapat mengurangi
biaya sekitar 25 % dari biaya korosi sebelumnya.
Salah satu aspek penting untuk mendapatkan sistem pencegahan korosi
yang optimal adalah penempatan dari corrosion probe dan coupon. Penempatan
probe dan coupon pada tempat yang tepat membuat korosi yang berbahaya dapat
ditanggulangi sejak awal sehingga kerusakan yang bernilai besar tidak sempat
terjadi. Melalui data yang didapat dari hasil inspeksi dan melalui studi literatur
yang tepat. Penelitian ini akan mengkasilkan suatu penempatan probe dan coupon
yang efektif.
1.2.5 Pencegahan Korosi dan Scale pada Proses Produksi Minyak Bumi
Minyak bumi adalah suatu senyawa hidrokarbon yang terdiri dari karbon
(83-87%), hidrogen (11-14%), nitrogen (0,2-0,5%), sulfur (0-6%), dan oksigen (03,5%). Proses pembuatan minyak dari formasi tersebut mempunyai kandungan air
yang sanagt besar, bahkan bisa mencapai kadar lebih dari 90%. Selain air, juga
terdapatkomponen-komponen lain berupa pasir, garam-garam mineral, aspal, gas
CO2 dan H2S. Komponen-komponen yang terbawa bersama minyak ini akan
menimbulkan permasalahan tersendiri pada proses produksi minyak bumi. Air
yang terdapat dalam jumlah besar sebagian dapat menimbulkan emulsi dengan
minyak akibat adanya emulsifying agent dan pengaukan.
Selain itu hal yang tak kalah penting ialah adanya gas CO 2 dan H2S yang
dapat menyebakan korosi. Gas tersebut juga dapat mengakibatkan kerisakan pada
casing, tubing, sistem perpipaan, dan surface facillities. Sedangkan ion-ion yang
larut seperti kalsium, karbonat, dan sulfat dapat membentuk kerak (scale). Skale
dapat menyebabkan pressure drop karena terjadinya penyempitan pada siten
perpipaan, tubing, dan casing sehingga menurunkan produksi.