������
Syntax Literate : Jurnal Ilmiah
Indonesia p�ISSN:
2541-0849
������ e-ISSN : 2548-1398
������ Vol. 4 , No. 2 Februari 2019
�
ANALISA LAJU KOROSI TANGKI
T-03 KAPASITAS 35000 m3 di PERUSAHAAN X
Puji Astuti Ibrahim dan Rizky Wahyu Ramadhan
Akademi Minyak dan Gas (AKAMIGAS) �Balongan Indramayu
Email : [email protected], [email protected]
Abstrak
Kata
Kunci: Bejana tekan, tangki, minyak mentah, laju korosi, wall thickness
Pendahuluan
BBM� merupakan komoditas
yang tidak bisa kita lepaskan dari kehidupan kita sehari-hari. Penggunaan bahan
bakar antara lain untuk sektor transportasi seperti sepeda motor, mobil,
kendaraan umum seperti ; bus, kereta api, kapal laut dan lain lain. Sementara
untuk kegiatan usaha tentu saja sangat dibutuhkan sebagai bahan bakar dalam
produksi.
Sebelum
disalurkan ke konsumen, minyak mentah terlebih dahulu di simpan di dalam tangki timbun untuk selanjutnya disalurkan ke konsumen melalui jalur jalur pipa ataupun
melalui kapal tanker. Penggunaan
tangki timbun ini banyak dimanfaatkan dalam industri, terutama industri
perminyakan. Pengolahan minyak mentah menggunakan tangki timbun sebagai sarana
penyimpanan. Kebocoran merupakan permasalahan yang sering terjadi pada tangki sehingga
perlu diperhatikan pada rancangan awal dikarenakan penggunakan tangki ini dalam
jangka waktu yang lama. Selain itu pula pengaruh yang dapat membuat kinerja
tangki tersebut menurun serta berpengaruh terhadap kualitas minyak bumi yaitu
adanya impurities yang terdapat pada minyak mentah sehingga mengakibatkan
terjadinya korosi yang terdapat pada dinding tangki, Korosi merupakan serangan
destruktif material oleh reaksi dengan lingkungan Hidup. Konsekuensi serius dari proses korosi
menjadi masalah signifikansi di seluruh dunia. Pengendalian korosi dapat dilakukan dengan mengenali dan memahami mekanisme
korosi menggunakan bahan dan desain tahan korosi, menggunakan sistem pelindung,
perangkat, serta perawatan
Korosi
Peristiwa
alami pada material khususnya logam mempunyai suatu keterikatan dalam suatu
sistem dan proses. Sebagian orang menyatakatan korosi itu sama dengan karat, kenyataannya
kedua istilah tersebut memiliki penempatan yang berbeda tetapi berhubungan satu
sama lain. Korosi merupakan kerusakan material khususnya pada logam yang secara umum diakibat oleh reaksi antara
logam dengan lingkungan sekitarnya, sedangkan karat dikhususkan pada
logam ferrous (besi). Produk korosi
sebagai hasil dari proses kerusakan memiliki berbagai macam antara lain oksida
logam, kerusakan secara morfologi pada permukaan logam, perubahaan sifat secara
mekanis, perubahan sifat secara kimia. Terdapat beberapa jenis korosi yang
secara umum dapat dibagi menjadi 12 jenis korosi.
Di
kehidupan kita, air digunakan untuk berbagai tujuan, dari mendukung kehidupan
sebagai air minum, untuk melakukan banyak kegiatan industri seperti pertukaran
panas dan transportasi limbah. Tetapi pada logam air memiliki dampak yang negatif karena dapat
menyebabkan korosi. Karena baja dan paduan berbasis besi lainnya merupakan bahan logam yang paling banyak terkena air, korosi akan dibahas dengan di khusus pada reaksi besi (Fe) dengan air (H2O). Pada saat besi berinteraksi dengan air maka besi akan
mengalami reaksi oksidasi pada anoda :
Fe(s) → Fe2+
+ 2e-
Sedangkan
air akan mengalami reaksi reduksi pada katoda. Reaksi katodik dapat dipercepat
dengan pengurangan oksigen terlarut sesuai dengan reaksi berikut yang disebut depolarisasi:
4H+ + O2
+ 4e-� →� 2H2O
Faktor
yang Mempercepat Proses Korosi
Dalam
kondisi tertentu kecepatan korosi bisa sangat cepat sehingga dapat menyebabkan
kerusakan pada material, akan tetapi kecepatan korosi juga dapat sangat lambat
sehingga tidak berpengaruh pada kekuatan material. Berikut ini adalah
faktor-faktor yang dapat mempercepat korosi :
1.
Lingkungan dengan sirkulasi oksigen yang berbeda akan memberikan
laju
korosi yang berbeda terhadap logam, daerah stagnant akan mendorong reaksi anodik (korosi), sebaliknya sirkulasi oksigen
yang bagus akan cenderung mendorong reaksi katodik.
2.
Peningkatan
suhu dapat menambah laju korosi
walaupun oksigen berkurang, akan tetapi dengan pertambahan suhu yang tinggi
akan dapat mempercepat
korosi.
3. Berdasarkan diagram Pourbaix, korosi akan lebih cepat apabila pH bersifat asam.
4. Bakteri Pada bakteri pereduksi jenis sulfat reducing
bacteria (SRB), bakteri tersebut mengeluarkan kotoran yang berupa asam sulfat (H2S)
yang dapat mempercepat terjadinya korosi.
5. Garam yang terlarut Garam-garam yang terlarut akan
menaikkan konduktifitas sehingga akan mempercepat terjadinya korosi. Didaerah pantai ion-ion Cl- dapat mempercepat laju reaksi.
6. Kecepatan aliran�
dapat berpengaruh terhadap tingkat kecepatan korosi, apabila kecepatan aliran terlalu cepat akan menyebabkan
korosi erosi pada bagian internal pipa yang akan merusak lapisan pasif inhibitor
pada internal pipa. Hal ini dapat terjadi karena adanya peningkatan kecepatan
aliran pada internal pipa yang menyebabkan gesekan antara permukaan internal pipa dengan aliran fluida semakin besar dan
menyebabkan lapisan pasif inhibitor pada internal pipa mengalami kerusakan sehingga
terjadi korosi.
7.
Ketahanan material dapat berpengaruh terhadap tingkat korosi,
dimana hal ini dipengaruhi oleh komposisi kandungan material campuran penyusun yang terdapat pada material tersebut. Material
yang sering digunakan untuk meningkatkan daya tahan terhadap korosi adala cromium dan molibdenum.
Faktor yang�
Memperlambat Laju Korosi
Pemilihan material
Pada umumnya metode yang sering digunakan dalam proses pencegahan/pengendalian
�korosi antara lain memilih logam atau
paduannya dalam suatu lingkungan korosif agar lebih tahan terhadap lingkungan
tersebut. Beberapa �contoh material yaitu :
a.
Baja karbon
Logam yang sering dipakai yaitu baja karbon karena baja
karbon secara ekonomi memiliki harga yang relatif murah, banyak sekali variasi
jenis baja karbon dan dapat di kerjakan untuk permesinan, pengelasan dan
dibentuk dalam berbagai bentuk. Beberapa jenis baja karbon dapat terjadi korosi
perapuhan hidrogen (hidrogen embrittlement,
korosi seragam, stress corrosion, galvanic corrosion dan sebagainya
b. Stainless steel
Baja stainless digunakan sebagai alternatif pengganti baja karbon. Beberapa
jenis baja stainless antara lain martensitic
stainless steel, ferritic stainless
steel, austenitic stainless steel dan precipitation-hardening
stainless steel. Jenis ini umumnya lebih tahan terhadap korosi. Tapi kurang tahan
terhadap beberapa korosi diantaranya pitting
corrosion, crevice corrosion dan stress cracking corrosion pada beberapa kondisi
lingkungan.
c.
Paduan aluminium
Paduan
aluminium ini umumnya digunakan di bidang penerbangan, otomotif dan sebagainya
dikarenakan paduan ini mempunyai ketahanan terhadap korosi atmosfer, akan
tetapi sifat protektif dari lapisan film oksida aluminium yang membentuk paduan
mudah pecah secara lokal dan akan mengakibatkan kegagalan logam akibat korosi
pada lokasi lapisan protektif tersebut. Lapisan protektif atau disebut juga lapisan
pasif yang pecah akan mengakibatkan jenis korosi batas butir (intergranular corrosion) sehingga selanjutnya
akan terjadi pelepasan butir-butir logam dari logam ke lingkungan (exfoliation corrosion).
d. Paduan tembaga
Paduan
tembaga dengan kuningan dan perunggu pada umumnya digunakan sebagai material
pipa, katup-katup dan perkakas (perabotan). Material tersebut rentan terhadap stress corrosion cracking saat di
lingkungan bersenyawa amonia, dapat terjadi dealloying dan menyebabkan korosi
dwi logam saat dipasangkan dengan baja atau struktur logam lainnya. Paduan-paduan
tembaga ini relatif lunak sehingga rentan terjadi korosi erosi.
e.
Titanium
Titanium merupakan logam yang ada di alam namun
jumlahnya terbatas sehingga relatif mahal saat pembuatannya. Penggunaan ini
sebagai bahan industri antariksa dan industri proses kimia. Dua jenis paduan
titanium secara umum yaitu paduan ruang angkasa (aerospace alloy) dan tahan korosi. Walaupun paduan ini rentan
terhadap crevice corrosion tetapi mempunyai
ketahanan lebih dari materil logam lainnya.
Proteksi Katodik
Proteksi katodik merupakan perlindungan korosi dengan
menghubungkan logam dengan potensial lebih tinggi ke struktur logam dengan
logam yang berpotensial rendah sehingga sehingga tercipta suatu sel
elektrokimia.
Proteksi katodik dibagi menjadi dua yaitu:
a.
Arus tanding
Proteksi katodik dengan sistem arus tanding dilakukan
dengan alat sumber arus dari luar, anoda yang digunakan umumnya tidak habis,
umumnya digunakan saat kebutuhan arus tinggi dan lingkungan resistivitas tinggi.
b. Anoda korban
Pengendalian korosi dengan menggunakan metode anoda
korban dilakukan dengan menghubungkan anoda yang dijadikan korban ke struktur
yang akan dilindungi, prinsipnya membuat suatu sel galvanik dengan mewakilkan
anoda sebagai material kurang mulia yang akan habis saat interaksi galvanik.
Coating (pelapisan)
Perlindungan logam terhadap serangan korosi menggunakan metode
pelapisan. Umum pelapisan yaitu melapiskan logam yang akan dilindungi dengan
suatu bahan atau material pelindung. Beberapa jenis pelapisan yang digunakan
untuk melindungi logam dari korosi dibagi 3 bagian yaitu pelapisan organik ,
non organik dan logam.
a.
Pelapisan logam
dan non organik
Proses pelapisan dengan ketebalan logam tertentu dapat
memberikan batasan antara logam dan lingkungannya. Metode pelapisan dengan
logam :
1.
Electroplating (penyepuhan listrik)
2.
Hot dipping (pencelupan panas)
Flame spraying (penyemprotan dengan semburan api)
3.
Cladding
4.
Diffusion (pelapisan difusi)
b. Pelapisan organik
Pelapisan ini memberikan batas antara material dasar
dan lingkungan. Pelapisan organik antara lain menggunakan cat, vernis, enamel
dan selaput organik dan sebagainya.
Tangki Timbun
Tangki timbun
adalah wadah sebagai penampung fluida, baik cair maupun gas. Tangki Timbun merupakan salah satu
alat proses suatu industri yang penting, khusunya untuk industri kimia,
perminyakan dan pembangkit listrik seperti pada pembangkit tenaga
nuklir. Dalam perancangan suatu Tangki timbun ada
beberapa hal yang harus diperhatikan yaitu:
1.
Tegangan
yang muncul pada dinding tangki tersebut
akibat tekanan yang dihasilkan karena fluida yang berada dalam tangki.
2.
Berat
jenis fluida itu sendiri.
3.
Tekanan
akibat faktor eksternal, seperti beban angin dan gempa yang diperoleh oleh tangki.
Klasifikasi Tangki Timbun
Berdasarkan klasifikasi tangki timbun dapat ditinjau dari tekanan kerja dan
letak pondasinya diklasifikasi sebagai berikut :
a.
Ditinjau
dari tekanan kerja :
-
Tangki
timbun tekanan rendah (atmosferis) yaitu tangki
silinder tegak dan silinder horizontal
(SPBU, DPPU).
-
Tangki
timbun bertekanan yaitu tangki bentuk bola (Spherical) dan� silinder horizontal.
b.
Ditinjau
dari posisi / letaknya :
-
Tangki diatas tanah
yaitu tangki silinder tegak, silinder horizontal dan bentuk bola.
-
Tangki benam sebagian (semi burried tank) yaitu tangki silinder
horizontal
-
Tangki benam (burried
tank) yaitu tanki silinder horizontal (SPBU, DPPU).
Tangki Atmsoferik
����������� Tangki Timbun atmosferis adalah tangki mempunyai tekanan
kerja sampai dengan � 0.5 Psig. Tangki atmosferis biasanya dipakai untuk
menyimpan minyak bumi dan hasil-hasilnya. Tangki atmosferis dikontruksi dengan
standar API 650.
Tangki
Timbun Tekanan Rendah
Tangki Timbun
tekanan rendah adalah tangki dengan tekanan kerja dalam tangki antara 0.5 Psig sampai
dengan 15 Psig atau sedikit diatas atmosferis. Berdasarkan bentuknya
ada 2 (dua) jenis yaitu :
-
Tangki
silinder vertikal (tegak)
-
Tangki silinder
horizontal
Tangki Silinder Tegak
Ditinjau dari jenis atapnya pada
tangki silinder tegak, ada 2 (dua) jenis yaitu :
Fixed Roof Tank
Tangki atap tetap menurut standard API 650 ada 4 (empat)
jenis, sebagai berikut :
a.
Self Support Cone Roof Tank
Tangki ini bertipe atap tetap dengan penyangga atap rafter mandiri. Konstruksi atap tangki
tersebut harus mengikuti ketentuan sebagai berikut :
-
Khusus
untuk tangki dengan diameter < 30 ft (9.144 m)
-
Diskontruksi
dengan atap kerucut yang hanya ditumpu oleh dinding tangki
-
Sudut
kemiringan atap dengan ketentuan sebagai berikut :
��≤� 37o ������(Slope = 9 : 12)
��≥ 9,5o ������(Slope = 2 : 12)
-
Tebal pelat atap min (t min) tmin� > 3/16 inchi dan maksimum � inchi
b. Column Supported Cone
Roof Tank
Tangki ini bertipe atap tetap sama dengan tipe selft supported cone roof, bedanya hanya
untuk bentuk pendukung atapnya yang terbuat dari pipa atau struktur baja. Column supported cone roof tank ini
biasa dirancang untuk tangki :� �
-
Khusus
untuk tangki dengan diameter > 30 ft (9.144 m).
-
Dikonstruksi
dengan atap conis yang disangga oleh beberapa column
-
Slope
atau kemirigan atap harus 1 : 16
-
Tebal pelat atap min
3/16� (5 mm).
c.
Self
Supported Dome Roof Tank
Jenis
tangki ini dikonstruksi dengan atap melengkung seperti sebagai bola dan ditumpu
hanya pada bagian tepinya oleh dinding tangki.
Radius lengkungan dari atap (R)
Rmax �� = 1,2 D (ft)
Rmin����� = 0,8 D (ft)
D��������������� = diameter
nominal tangki (ft)
Tebal pelat
atap minimum (tmin) Tetapi tidak boleh <
3/16� dan maksimal
��
d. Column Supported Dome
Roof Tank
Kegunaan tangki tipe ini sama dengan
tangki atap kerucut tetap (self supported)
hanya dikonstruksi dengan kolom penyangga . Jenis tipe column supported dome roof�
ini sering digunakan untuk tangki dua dinding, dimana tangki sebelah
dalamnya terbuat dari pelat stainless
steel dan digunakan untuk penimbunan LNG.
Floating Roof Tank
Tangki ini
dikonstruksi dengan atap yang dapat bergerak bebas naik turun mengikuti
permukaan cairan. Untuk mencegah kebocoran antara tepi atap (roof edge) dengan dinding tangki sebelah
dalam dipasang seal perapat. Floating
Tank ini digunakan untuk menampung produk yang mempunyai tekanan penguapan
(vapour pressure) besar, dengan
maksud agar losses karena penguapan
kecil. Demikian juga kemungkinan timbulnya bahaya kebakaran dapat dihindari
karena permukaan minyak selalu tertutup.
Disamping itu
korosi dibagian dalam tangki dapat diperkecil karena tidak adanya ruang uap
antara permukaan minyak dengan atap tangki. Bagian atap tangki terdiri dari
beberapa kompartent dan tiap-tiap kompartent mempunyai man ways untuk
pemeriksaan.
Floating Tank �roof dilengkapi
dengan roof supporting legs yang
berfungsi untuk menjaga bila tangki dalam keadaan kosong.
Berdasarkan konstruksi atapnya ada
2 (dua) jenis floating roof tank
yaitu :
a.
Single
deck (pontoon type) floating roof
-
Vapour
loss relatif lebih kecil dibanding fixed roof.
-
Digunakan untuk
menyimpan produk yang mudah menguap.
-
Slop
dari pontoon suction tetap untuk drainage adalah 3/16� dalam 12�.
b.
Double
deck (double pontoon type) Floating Roof
-
Sama dengan single
deck, hanya susunan potoon double atas bawah.
-
Vapour
loss lebih kecil disbanding dengan single deck, tetapi pemakaian bahan/
material lebih banyak.
-
Digunakan untuk
menyimpan produk yang mudah menguap
Tangki Silinder Horizontal
Tangki horizontal dapat digolongkan
menjadi 3 (tiga) jenis yaitu :
a.
Tangki diatas tanah (above ground tank)
b.
Tangki semi pendam (semi buried tank)
c.
Tangki pendam (fully buried tank)
Selain tangki tersebut di atas, ada
juga tangki yang berbentuk bola (spherical
tank) dan merupakan tangki bertekanan.
Rumus Perhitungan
Rumus Perhitungan Thickness
Rumus Perhitungan Corrosion Rate
Cr����� = �������� ��tprev � tact
��������� ��������� Year
between
Rumus Perhitungan Corrosion
Rate
Cr����� = �������� ��tact � tmin
��������� ��������� Corrosion
rate
Metode
Penelitian
Pada
penelitian ini perhitungan laju korosi menggunakan metode wall thickness.
Metode wall thickness adalah metode
yang digunakan dengan membandingan ketebalan aktual dengan ketebalan sebelumnya. Pengujian
pada dinding tangki dengan menggunakan alat ukur, masing-masing dinding di ukur ketebalannya dari mulai dinding paling bawah hingga
paling atas. Kemudian ketebalan pada saat pengujian dibandingkan dengan hasil
pengujian sebelumnya, dengan metode ini dapat diketahui berapa
ketebalan plat yang hilang pada tangki sehingga dapat dihitung laju korosinya.
Pemeriksaan dilakukan pada saat tangki beroperasi dengan menggunakan
pemeriksaan fisik secara visual dengan menggunakan metode ultrasonic testing
menggunakan alat Dakota ultrasonic (CMX). Pemeriksaan keseluruhan pada tangki
hanya dilakukan pada shell 1 sedangkan untuk shell 2 � 5, hanya dilakukan pada
plat didaerah sebelah tangga saja.
Hasil dan Pembahasan
Data� Lapangan
Dari
hasil pemeriksaan di lapangan yang dilakukan pada tanggal 8 Agustus 2018
bertempat di PT X Tangki-03 pada saat dilakukan pemeriksaan dalam keadaan
sedang beroperasi (on stream), maka
dilakukan pemeriksaan fisik secara visual dilakukan dengan metode Ultrasonic Testing menggunakan alat
Dakota Ultrasonic (CMX) pada sheel 1 saja karena pada shell 1 saja yang dapat
dijangkau, sedangkan untuk shell 2 sampai dengan 5 hanya dapat dilakukan
pemeriksaan pada daerah tangga saja dikarenakan untuk mengecek keseluruh shell
2-5 diperlukan alat yaitu scafoding. Pengecekan dilakukan dengan cara
pengecekan ketebalan pelat (well
thickness measurement). Metode yang dilakukan yaitu dengan menggunakan metode perbandingan thickness previous dengan thickness actual, dengan menggunakan
metode ini dapat diketahui berapa tebal yang hilang sehingga dapat pula
dihitung corrosion rate nya. Dibawah
ini merupakan gambar denah yang Tangki T-03 pada saat diambil sampel untuk
mengetahui ketebalan plat yang akan di analisa.
Gambar 1.1 Denah shell dan plate Tangki T-03
Dari hasil
pemeriksaan visual luar tangki didapat hasil sebagai berikut :
1.
Tidak ditemukan
kebocoran pada dinding tangki (shell
plate)
2.
Terdapat banyak
lubang kecil yang terdapat pada roof
tank akibat dari korosi
3.
Banyak
terdapat ceceran product services
pada pondasi tangki
4.
Beberapa
titik terdapat� cat yang mengelupas
akibat pengecekan thickness
5.
Cat pada roof banyak yang mengelupas.
Berikut adalah data thickness
yang didapat dari log sheet dan pemeriksaan fisik secara visual dilakukan dengan metode Ultrasonic Testing menggunakan alat
Dakota Ultrasonic (CMX) pada tanggal 29 April 2016 :
�� Tabel 1.1 Tabel Data Perbandingan Thickness
Previous dan Thickness Actual
Couse |
Thickness Previous (2015) (mm) |
Thickness Actual (2016) (mm) |
1 |
20,16 |
18,69 |
2 |
14,17 |
14,16 |
3 |
9,29 |
9,25 |
4 |
7,54 |
7,49 |
5 |
7,08 |
7,00 |
Perhitungan Data
Tabel 1.2 Material Data for
Construction
SHELL |
Sd����������������� (lbf/in2) |
St������������������������
(lbf/in2) |
Nominal Thickness������
(Inc) |
Qty����� (Plate) |
||
Course #1 |
: |
ASTM A 283
Gr. C |
26000 |
26000 |
0,535 |
19 |
Course #2 |
: |
ASTM A 283
Gr. C |
26000 |
26000 |
0,390 |
19 |
Course #3 |
: |
ASTM A 283
Gr. C |
26000 |
27000 |
0.277 |
19 |
Course #4 |
: |
ASTM A 283
Gr. C |
26000 |
27000 |
0.179 |
19 |
Course #5 |
: |
ASTM A 283
Gr. C |
26000 |
27000 |
0.081 |
19 |
Kesimpulan
Berdasarkan
hasil observasi dan praktek pada Tangki T-03
PT X, dapat disimpulkan sebagai berikut :
1.
Tangki
yang digunakan pada tangki T-03 berjenis cone roof
2.
Jenis
korosi yang terjadi pada tangki T-03 antara lain general corrosion, pitting
corrosion, freeting corrosion, dan stress corrosion. Faktor yang menyebabkan
terjadinya korosi diatas antara lain adalah usia tangki, jenis fluida yang
ditampung dan air hujan.
3.
Terdapat
banyak lubang di roof tank
4.
Berdasarkan
hasil perhitungan menyatakan bahwa tangki dalam kondisi baik.
BIBLIOGRAFI
API Standard 510. 2001. Pressure
Vessel Inspection Code: Maintenance
Inspection,� �Rating,Repair, and Alteration.
Washington: American Petroleum Institute.
API Standard 653. 2003. Tank
Inspection, Repair, Alteration, and Reconstructing.
�������� Washington: American Petroleum
Institute.
Brownell, Lloyd E; Dan Edwin H
Young.1959. Process Equipment Design
Vessel
��������� Design. New
York. John Willey and Sons.
H Bednar, Henry.1986. Pressure Vessel Design Handbook.
Florida: Krieger
���������� Publishing Company.
Hardjono, A. 2001. Teknologi
Minyak Bumi. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press�
Priyotomo Gadang. 2008. Kamus
Saku Korosi Material. Jakarta: Nulisbuku.com
R Trethewey,
Kenneth.1991.Korosi Untuk Mahasiswan dan
Rekayasawan. Jakarta. PT Gramedia Pustaka Utama Jakarta
Roberge, Pierre
R. 2000. Handbook of Corrosion
Engineering. New York: McGraw
�������� Hill
Utomo, Budi. 2009. Jenis Korosi dan Penanggulanggannya. Semarang:
Kapal.
���������� https://ejournal.undip.ac.id/index.php/kapal/article/viewFile/2731/2421.
���������� Diakses pada tanggal 27 September
2018.