SEBAGAI GREEN INHIBITOR CORROSION PADA BAJA API 5L GRADE B DI LINGKUNGAN 3,5 NaCl DAN 1M H2SO4

  PEMANFAATAN BUAH MAHKOTA DEWA (PHALERIA MACROCARPHA) SEBAGAI GREEN INHIBITOR CORROSION PADA BAJA API 5L GRADE B DI LINGKUNGAN 3,5% NaCl DAN 1M H2SO4

  Industri migas tidak dapat lepas dari Biaya yang mahal untuk penanganan

korosi

  efisiensi dari inhibitor buah

• Bagaimana

  mahkota dewa ( Phaleria macrocarpa) pada baja API 5L Grade B dilingkungan NaCl 3.5%, H SO 1M.

  2

  4

  1

• Bagaimana mekanisme inhibisi dari

  inhibitor buah mahkota dewa ( Phaleria yang diaplikasikan pada baja macrocarpa) karbon rendah API 5 L B dalam Grade

  2 media korosif 3.5% NaCl dan 1 M H SO .

  2

  4

  Komposisi kimia, dan kehalusan permukaan tiap spesimen baja karbon API 5L Grade B dianggap homogen. Dimensi pada tiap material dianggap homogen

Perubahan terhadap temperatur dan volume larutan,

sepanjang penelitian dianggap tidak mengalami

1 Menganalisa pengaruh penambahan inhibitor terhadap

• efisiensi inhibitor buah mahkota dewa (Phaleria

  macrocarpa) pada baja karbon rendah API 5L Grade B dengan dengan variasi konsentrasi inhibitor 0 ppm, 1000

ppm, 2000 ppm, 3000 ppm, 4000 ppm, dan 5000 ppm di

lingkungan elektrolit NaCl 3,5% dan H SO

  1M

  2

  4

2 Menganalisa mekanisme inhibisi dari inhibitor buah

• mahkota dewa (Phaleria macrocarpa) yang diaplikasikan pada baja karbon rendah API 5L Grade B di lingkungan
• inhibitor yang digunakan pada baja karbon yang digunakan pada industri minyak dan gas.

  Memanfaatkan buah mahkota dewa sebagai alternatif

1 Memberikan pengetahuan mengenai potensi inhibisi yang

• diperoleh dari ekstrak buah mahkota dewa (Phaleria

  macrocarpa) berdasarkan kandungan gugus fungsi ikatan

  2 serta mekanisme proteksi melalui pengujian elektrokimia dan karakterisasinya Memberikan motivasi kepada para peneliti Indonesia agar

• terus menggali potensi potensi senyawa organik sebagai inhibitor korosi karena indonesia memiliki beraneka

  3 ragam jenis tanaman yang bersifat antioksidan

  

Korosi adalah suatu proses degradasi material dan

penurunan kualitas suatu material akibat pengaruh

reaksi kimia dan elektrokimia dengan keadaan

lingkungannya

  Organik Bahan dasar Anorganik Inhibitor Inhibitor Anodik

  

Mekanisme Inhibitor

proteksi Katodik

Inhibitor

  

Inhibitor organik memberikan efek terhadap anodik dan katodik secara

bersamaan. Melindungi logam dengan membentuk lapisan tipis (film) yang

bersifat hidrofobik sebagai adsorpsi ion inhibitor oleh permukaan logam

  Membentuk hasil dari interaksi Physical adsorption elektrostatik antara inhibitor dengan permukaan logam

  Adanya transfer atau membagi Adsoropsi Chemisorption muatan antara molekul dari inhibitor dengan permukaan logam

  Dipengaruhi oleh struktur inhibitor,

  Bahan alam dipilih sebagai alternatif karena mudah didapatkan, aman, bersifat biodegradable, biaya murah, dan

Ekstrak tumbuhan

ramah lingkungan

memiliki senyawa

antioksidan seperti

fenolik, alkaloid,

flavonoid, tannin.

  Senyawa tersebut mengandung unsur-unsur N, O, P, S yang mampu membentuk lapisan pelindung (protective film)

  

Di dalam kulit buah mahkota dewa

terkandung senyawa alkaloid,

saponin, dan flavonoid, sementara

dalam daunnya terkandung alkaloid,

saponin, serta polifenol. Penelitian

terhadap kandungan kimia

menunjukkan bahwa dari ekstrak

heksan, etil asetat dan metanol

cangkang biji dan daging buah

mahkota dewa diperoleh senyawa

flavonoid, fenol, tannin, saponin dan

  Ekstrak tumbuhan buah Mahkota Dewa dengan variasi konsentrasi 0, 1000, 2000, 3000, 4000, dan 5000 ppm Larutan elektrolit NaCl 3.5% dan H ₂ SO ₄

  1 M API 5L Grade B

  

Dimasukkan ke

dalam labu ukur

NaCl Ditimbang 1000 ml dan Larutan 3,5 %

  Padatan NaCl sebanyak 35,24 diencerkan NaCl gram dengan aquades

sampai tanda

batas

  H SO

  1 M

  2

  4 Larutan H SO

  2

4 Siapkan 54,64 mL larutan H SO

  2

  4 98% Dimasukkan ke dalam labu ukur 1000 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas Larutan H SO

1 M

  2

  4

  Preparasi Spesimen Weight Loss Memotong spesimen dengan dimensi 20x20x3 mm

Spesimen dibor

dengan diameter

mata bor 3 mm Menghaluskan permukaan dengan kertas gosok hingga rata dan bersih pada semua sisinya Preparasi SpesimenPolarisasi Potensiodinamik Menutup 5 sisi dari spesimen menggunakan isolasi sehingga surface permukaan yang kontak dengan elektrolit 10x10 cm Menggerinding spesimen untuk menghilangkan coating dan produk produk korosi lainnya Memotong spesimen sebanyak 4 buah dengan ukuran dari spesimen nya adalah 10 x 10 x 3 mm

  Preparasi Spesimen Uji EIS Disambung Spesimen di dengan kawat moulding

Pemotongan tembaga yang dengan resin

spesimen tidak terekspos epoksi

dengan lingkungan kemudian

dimensi Ø 10 yang dihaluskan

mm x3 mm dibungkus dengan kertas

dengan selang gosok hingga plastik grade 1000

  Preparasi Inhibitor Buah Mahkota Haluskan buah mahkota dewa yang telah kering menggunakan crusher, sehingga berbentuk Diekstrak dengan metode refluks selama 90 menit dengan pelarut metanol pada temperature

  7 0 C

  Hasil ekstrak di saring sehingga di dapatkan larutan ekstrak Hasil penyaringan diuapkan dengan cara dipanaskan selama 10 jam untuk mendapatkan ekstrak buah mahkota dewa pekat

  Pengujian Spectrometer Bertujuan menentukan komposisi kimia unsur penyusun baja API 5L grade B. Standar yang diginakan pada pengujian ini adalah JIS G 1253 : 2002 Dispersi panjang gelombang optik

  Pengujian Spectrofotometri UV-VIS Bertujuan untuk menentukan kadar flavonoid total didalam ekstrak buah mahkota dewa Skema pengujian spektrofotometer UV- Vis untuk uji flavonoid total

  Pengujian Weight Loss

• • Mengetahui besaran laju korosi (mpy) pada suatu

  material berdasarkan pengurangan berat awal dan berat akhir.
• Serta efisiensi inhibitor yang menunjukkan prosentase penurunan laju korosi akibat penambahan inhibitor.

  Pengujian Polarisasi Potensiodinamik Pada prinsipnya polarisasi adalah suatu instrumen yang digunakan untuk mengatur beda potensial antara spesimen (elektroda kerja) dengan elektroda acuan (reference electrode) dan menggunakan variabel arus antara elektroda kerja dengan elektroda bantu (auxiliary electrode

  ). Pengujian ini dilakukan berdarkan standar ASTM G 5 (Standart Reference Method for Making Potensiostatic and

  Potentiodynamic Anodic Polarization Measurement

  Pengujian EIS

Suatu metode untuk menganalisis respon

suatu elektroda terkorosi terhadap suatu

sinyal potensial AC pada amplitude

rendah dari rentang frekuensi yang sangat

lebar. EIS digunakan untuk menentukan

parameter kinetika elektrokimia

berkaitan dengan unsur-unsur listrik

seperti tahanan, R, kapasitansi, C, dan

induktansi, L. Dari hasil pengujian EIS

dapat diketahui mekanisme inhibisi antar muka logam dengan inhibitor.

  Pengujian FTIR Pengujian FTIR dilakukan untuk mengetahui gugus fungsional pada ekstrak buah mahkota dewa dan untuk mengetahui apakah inhibitor buah mahkota dewa dapat

  Hasil Pengujian Spektrometer Komposisi Kimia Persentase (%) C 0,19526 API 5L grade B tergolong kedalam baja karbon rendah Si 0,18809 Mn 0,37488 P 0,01538 S 0,01252 Cu 0,01259 Ni 0,02316 Cr 0,04622 Mo 0,00913 Al 0,00122 Fe 99,122

  Hasil Pengujian Spektrofotometri UV_VI Berdasarkan panjang gelombang No Sample (g) Absorbansi % Flavonoid yang teradsorbsi oleh ekstrak 1 1.0321 0.60577 0.734 buah mahkota dewa, jenis flavonoid yang terdapat pada 2 1.0405 0.60709 0.729

  Hasil Pengujian Weight loss NaCl 3,5%

  144 jam 144 jam 288 jam 288 jam

  10

  432 jam

  80

  432 jam 576 jam 576 jam

  70

  720 jam 720 jam

  )

  8

  60 Y P ) %

  50 M

  6 (

  ( si si

  40 n ro e o

  4 si

  30 fi K E ju

  20 a

2 L

  10 1000 2000 3000 4000 5000 1000 2000 3000 4000 5000 Konsentrasi Inhibitor (ppm)

  Konsentrasi Inhibitor (ppm)

Laju Korosi Baja API 5L grade B Efisiensi inhibitor buah mahkota dewa

  Menurut Taleb Ibrahim, dkk, nilai energi bebas adsorpsi yang kurang dari -20 kJ/ mol

  NaCl 3,5%

  mengindikasikan terjadi adsorpsi fisik pada permukaan logam. Sedangkan apabila nilainya lebih dari -40 kJ/mol, proses Konsentrasi Survace adsorpsinya melibatkan transfer atau sharing Inhibitor Coverage Konstanta ∆G dari molekul inhibitor kepada permukaan

  ads logam untuk membentuk ikatan koordinat.

  (ppm) (ϴ) Adsorpsi (kJ/mol) Artinya proses adsorpsi yang terjadi berjalan secara kimiawi. 1000 0,676224 0,002089 -5,33892 sehingga dapat disimpulkan bahwa adsorpsi yang terjadi pada permukaan logam 2000 0,772442 0,001697 -5,85294 melibatkan adsorpsi secara fisik. Adsorpsi ini bersifat lemah karena proses adsorpsi yang terjadi dapat bersifat reversible. Namun hal 3000 0,649384 0,000617 -8,35847 ini memiliki keuntungan yaitu ketika proses adsorpsi terjadi tidak membutuhkan waktu 4000 0,546418 0,000301 -10,1369 yang cukup lama jika dibandingkan dengan proses adsorpsi yang terjadi secara kimia. Nilai energi bebas adsorpsi yang bertanda 5000 0,448002 0,000162 -11,6683

  Hasil Pengujian Weight loss H2SO4 1M

  6 jam 6 jam 12 jam 12 jam 18 jam 18 jam 24 jam

  2500

  24 jam

  80

  30 jam 30 jam 36 jam

  ) 2000

  36 jam

  Y P )

  60 M %

  1500 (

  ( si si

  40 ro en o

  1000 si

  K fi E ju

  20 a

  500 L

  1000 2000 3000 4000 5000 1000 2000 3000 4000 5000 Konsentrasi Inhibitor (ppm) Konsentrasi Inhibitor (ppm)

  

Laju Korosi Baja API 5L grade B Efisiensi inhibitor buah mahkota dewa

H2SO4 1M

  Disimpulkan bahwa

  Konsentrasi Survace Konstanta ∆G

  ads adsorpsi yang

  Inhibitor (ppm) Coverage (ϴ) Adsorpsi (kJ/mol)

  terjadi pada permukaan logam

  1000 0,526015 0,00111 -6,90553

  melibatkan adsorpsi

  2000 0,589927 0,000719 -7,97991 secara fisik. 3000 0,722627 0,000868 -7,51313

  Adsorpsi ini bersifat lemah karena

  4000 0,81063 0,00107 -6,99557

  proses adsorpsi

  5000 0,768697 0,000665 -8,1756

  yang terjadi dapat bersifat reversible.

  Hasil Pengujian Polarisasi NaCl 3,5% Konsentrasi CR E corr i-corr bheta- bheta- %EI ₂ (PPM) (Mpy) (V) (µA/cm ) katodik anodik (V) (V)

  0 ppm

  7,646 -0,49908 16,7095 0,070271 0,26419

  2000 ppm

• 0,35

  2000 6,3175 -0,44688 13,80588 0,066058 0,27858 17,37

• 0,40

  ) -0,45 Dari tabel diketahui bahwa nilai E dengan penambahan corr

  (V inhibitor ekstrak buah mahkota dewa sebanyak 2000 ppm l a

  si n Dengan demikian inhibitor ini cenderung mengarah te

• 0,50 lebih positif bila dibandingkan dengan tanpa inhibitor.
• 0,55

  o P kepolarisasi katodik . Inhibitor dapat dikategorikan sebagai anodik atau katodik jika potensial korosi bergeser lebih dari

• 0,60

  [39] 85mV terhadap potensial korosi tanpa inhibitor . Dari tabel

• 0,65

  diatas diketahui nilai potensial E pada penambahan 0 corr

• 7,0 -6,5 -6,0 -5,5 -5,0 -4,5 -4,0 -3,5 -3,0

  ppm ekstrak buah mahkota dewa adalah sebesar 0,44908 V Log Current (A) dan nilai potensial E pada penambahan 2000 ppm corr ekstrak buah mahkota dewa adalah -0,44688 V. Nilai

H2SO4 1M

  P o te n si a l (V )

• 5,5 -5,0 -4,5 -4,0 -3,5 -3,0 -2,5 -2,0
• 0,55
• 0,50
• 0,45
• 0,40
• 0,35
• 0,30

  Log Current (A)

  0 ppm 2000 ppm

  Konsentra si (PPM) CR (Mpy) E corr (V) i-corr (µA/cm

  2 ) bheta- katodik (V) bheta- anodik (V) %EI 542,81

  28 -0,44392 1186,2154 0,10339 0,5019 4000 113,46

  93 -0,43236 247,9659 0,05496 0,1583 79,09 Perubahan nilai potensial E corr tidak memenuhi syarat sebagai inhibitor anodik ataupun katodik hal ini disebabkan pergeseran potensialnya hanya sebesar 11,56 mV sehingga

  Hasil Pengujian Fitting Electrochemical circle fit Fitting Fit & Simulation NaCl 3,5%

  10

  70

  80

  90 100

  Z " (O h m )

  Z' (Ohm)

  0 ppm Fitting 0 ppm 2000 ppm Fitting 2000 ppm

  20

  40

  60

  20

  50

  30

  40

  50

  60

  70

  80

  90 100

  Z " (O h m )

  Z' (Ohm) ^{Kurva NyQuist (0 ppm) Hasil Fitting (0 ppm) Kurva Nyquist (2000 ppm) Hasil Fitting (2000 ppm)}

  60

  40

  60

  40

  20

  10

  Hasil Pengujian EIS

  10

  20

  30

  Z " (o h m )

  90 100

  80

  70

  30

  50

• 10
• 10
• 10
• 80 -60 -40 -20

  Z' (ohm) ^{0 ppm 2000 ppm}

  20

  40

  60

  40

  20

• 80 -60 -40 -20

  60

• 100 -80 -60 -40 -20

  Parameter Elektrokima Konsentrasi Inhibitor 0 ppm 2000 ppm Rs (Ohm) -58,167 -937,7 Rp (Ohm) 85,491 991,38 Q (Mho) 3,173 x 10

• -9
• -9

  4,4699 x 10

• -6

  L (H) 2,0319 x 10

  0,0020095

  Ekuivalent Sirkuit Parameter Elektrokimia Konsentrasi Inhibitor (ppm) 2000 Tahanan polarisasi (Ω) 82,71 95,662 Tahanan larutan (Ω) -57,547 -55,755 Constant phase element (nF) 6,7327 5,7898

  Hasil Pengujian Fitting Electrochemical circle fit Fitting Fit & Simulation

  30

  " (O h m )

  Z' (Ohm)

  0 ppm Fitting 0 ppm 4000 ppm Fitting 4000 ppm

  20

  10

  20

  40

  60

  50

  60

  70

  80 Z

  " (O h m )

  Z' (Ohm) ^{Kurva NyQuist (0 ppm) Fitting (0 ppm) Kurva NyQuist (4000 ppm) Fitting (4000 ppm)}

  70 Z

  50

  Hasil Pengujian EIS H2SO4 1M

  70 Z

  10

  20

  30

  40

  50

  60

  " (O h m )

  40

  Z' (Ohm)

  0 ppm 4000 ppm

  20

  10

  20

  30

• 10
• 10
• 80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30
• 120 -100 -80 -60 -40 -20
• 80 -60 -40 -20

  Konsentrasi Inhibitor (ppm) Parameter 4000 Elektrokimia Tahanan polarisasi 70,6270 78,98 (Ω) Tahanan larutan (Ω) -67,488 -64,145 Constant phase 1,0057 1,0058 element (nF)

  Konsentrasi Inhibitor Parameter elektrokima 0 ppm 4000 ppm Rs (Ohm) -138,14 -342,25 Rp (Ohm) 140,37 359,67

• -6 -8

  Q (Mho) 2,15 x 10 1,3 x 10

5 C (F) 3,8674 1,1 x 10

  

Hasil Pengujian FTIR

  Pengaruh pH

  Waktu (jam Konsentrasi Inhibitor (ppm) 1000 2000 3000 4000 5000 7,1 7 6,8 6,8 6,7 6,7 144 7,1 6,5 5,7 5,7 5,6 5,4 288 7,1 6,4 5,8 5,9 5,8 5,7 432 7 6,5 5,9 6,2 6,2 6,3 576 7,1 6,6 5,7 6,2 6,3 6,2 720 7 6,7 5,8 6,2 6,2 6,4 Waktu (jam) Konsentrasi Inhibitor (ppm) 1000 2000 3000 4000 5000 0,5 0,5 0,6 0,6 0,5 0,6 6 0,5 0,9 0,8 0,9 0,8 0,8 12 0,5 0,9 0,8 0,8 0,8 0,8 18 0,6 0,6 0,9 0,6 0,5 0,6 24 0,7 0,8 0,7 0,8 0,8 0,8 30 0,5 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 36 0,5 0,5 0,6 0,5 0,6 0,6

  NaCl 3,5%

H2SO4 1M

  Kesimpulan

• grade B pada media elektrolit NaCl 3,5% dan H SO

  Inhbitor bisa dijadikan inhibitor korosi baja API 5L

  2

  4

  1M. Efisiensi tertinggi inhibitor ekstrak buah mahkota dewa dilingkungan NaCl 3,5% adalah 79,15 pada penambahan inhibitor 2000 ppm pada waktu 288 jam dengan efisiensi rata rata 77,24%. Pada larutan elektrolit H SO

  1M efisiensi tertinggi

  2

  4

  inhibitor ekstrak buah mahkota dewa adalah

  1

  87,672% pada penambahan inhibitor sebanyak 4000 ppm pada waktu 6 jam dengan rata rata efisiensi di 4000 ppm adalah 81,06%.

• Mekanisme inhibisi inhibitor buah mahkota dewa di lingkungan elektrolit NaCL 3,5% dan H SO

  1M adalah dengan transfer muatan

  2

  4 dengan tipe proteksi adsorbsi fisisorpsi dan jenis inhibitor mixed inhibitor..

  2

  Saran