Desain Cathodic Protection di Condenser

Pada setiap PLTU, penggunaan air laut sangat dominan untuk keberlangsungan pengoperasian PLTU. Air laut diolah menjadi Air Demin sebagai pemasok proses pembentukan Steam, air laut juga digunakan untuk proses Cooling pada HE (Heat Exchanger) dan untuk Vacuum pada Condensor. Air laut sangat dominan fungsinya di sebuah PLTU, namun air laut juga sangat berbahaya bagi peralatan terutama peralatan Metal hal ini karena air laut dapat menyebabkan korosi pada peralatan. Untuk mencegah hal ini maka perlu ditambahkan sistem proteksi untuk mencegah terjadinya korosi. Pengendalian korosi atau pencegahan korosi terhadap logam dapat dilakukan dengan mengubah potensial antar muka logam dengan lingkungannya. Secara elektrokimia, proteksi korosi dapat dikelompokkan menjadi proteksi katodik dan anodik. Pengendalian korosi metode proteksi katodik dapat dilakukan dengan merubah potensial antar muka logam dengan ionnya ke daerah Immune dengan memberikan arus katodik. Penurunan potensial antar muka kearah Immune atau ke daerah lebih katodik dapat dilakukan dengan menghubungkan benda kerja dengan anoda korban, atau Sacrificial Anode atau dengan memberikan arus yang dipaksakan, atau Impressed Current. Dalam proses pengoperasian PLTU di Condensor sering terjadi masalah seperti kebocoran pada line pipa Inlet Condenser, dan kerusakan pada Butterfly Valve Condenser akibat korosi. Korosi ini diakibatkan oleh kebocoran Tube Condensor sehingga air laut mencemari ruang Condensor. Indikator lain yang menunjukkan kebocoran Tube Condensor adalah tingginya Conductivity Condensate Water dari kondisi normalnya dan ini bisa dipastikan ada pencemaran dari luar. Pencegahan terhadap masalah ini sangat penting, mengingat Condensate Water adalah komponen bahan baku pembentuk Steam dan jika tercemar akan membuat kerusakan lebih parah di banyak perpipaan. Untuk mencegah kerusakan ini terjadi berulang – ulang dan memperparah kondisi pada Condensor maka perlu dipasang proteksi korosi yang disebabkan air laut.

Reaksi pembentukan korosi sebagai berikut :

Anoda (-) : 2 Fe ---> 2 Fe²⁺ + 4e

Katoda (+) : O₂ +2 H₂O + 4e ---> 4 OH^-

2 Fe + O₂ + 2 H₂O ---> 2 Fe²⁺ + 4 OH^-

2 Fe + O₂ + 2 H₂O ---> 2 Fe(OH)₂

4 Fe(OH)₂ + 2 H₂O + O₂ ---> 4 Fe(OH)₃ (Produk Korosi)

Bagan Proses Korosi

Gambar Waterbox di Condensor

BACA JUGA : Langkah Operasi dan Analisa X-Ray Difraction (XRD)

Sistem Perlindungan Katoda (Cathodic Protection) yang umum digunakan terbagi menjadi 2 yaitu :

1. Pengorbanan Anoda (Sacrificial Anode)

Karakteristikya adalah :

Instalasi lebih mahal daripada sistem Impressed Current (karena menggunakan logam Al, Zn atau Mg)
Maintenance lebih sederhana (hanya penempatan logam Anoda di awal instalasi saja)
Struktur yang dilindungi kecil (boros logam Anoda jika luas yang dilindungi besar)
Penerapannya hanya jika kondisi tanah dengan resistivitas rendah dan kondisi coating pipa yang baik
Tidak ada jaringan sumber arus listrik
Jika sistem Impressed Current tidak bisa diterapkan
Pipa yang diinsulasi panas

Sistem kerjanya adalah menempatkan logam yang memiliki beda potensial rendah dibanding logam yang akan dilindungi. Logam pelindung (Anoda ---> Oksidasi) dan yang dilindungi (Katoda ---> Reduksi), memaksa logam untuk menjadi Katoda di lingkungannya.

2. Arus Tanding / Arus Terpasang (Impressed Current)

Karakteristiknya adalah :

Biaya lebih murah dibanding Sacrificial Anode
Maintenance sedikit rumit membutuhkan tenaga terlatih
Cocok untuk melindungi struktur yang besar (lebih irit biaya)
Bisa digunakan untuk struktur tanpa coating atau kondisi coating yang buruk
Bisa untuk berbagai kondisi tahanan (resistivitas) jenis tanah
Cara yang murah untuk menggantikan sistem Sacrificial Anode yang anoda korbannya sudah mulai habis
Untuk struktur tiang pancang di darat maupun di air
Tersedianya sumber arus listrik

Sistem kerjanya adalah dengan memberikan arus yang berasal dari listrik yang sudah diubah menjadi arus DC, arus tersebut akan memberikan supply tegangan agar logam yang seharusnya bertindak sebagai Anoda (Oksidasi) dan melepas elektron menjadi bertindak sebagai Katoda (Reduksi) sehingga reaksi oksidasipun tidak terjadi dan logam akan aman dari korosi.

Perhitungannya:

Data yang harus didapatkan:

Surface Area Water Box (m²)

Dimensi pipa Inlet Condensor

Diameter (m)
Panjang (sepanjang Inlet sebelum dan sesudah Valve) (m)
Surface Area (m²)

Jenis Anoda korban (disesuaikan dengan kebutuhan) (misal : Mg, Al, Zn)

Ukuran Anoda korban : panjang x lebar x tebal (dipilih dimensi yang sesuai dengan Surface Area yang dilindungi)
Current Density Sea Water (mA/m²)

Keperluan Arus yang Diproteksi

Contoh perhitungan:

Tahanan Anoda

Contoh perhitungan:

Arus Anoda

Contoh perhitungan:

Kebutuhan Jumlah Anoda

Contoh perhitungan:

Umur Anoda

Contoh perhitungan:

BACA JUGA: Macam - Macam Cara Pencegahan Korosi

Berikut Gambar pendukung:

Gambar Condensor sisi Inlet dengan Water Box (bagian tempat mengumpulnya air sebelum masuk Tube dan sesudah keluar Tube)

Skematik Penampang Condensor

Gambar Anoda Korban

Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):

Feriyanto, Y.E. (2016). Desain Cathodic Protection di Condenser, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi:

[1] Feriyanto, Y.E. (2016). Kajian Engineering Change Proposal Penambahan Cathodic Protection di Condenser. Surabaya

Ingin Konsultasi dengan Tim Expert Website, Silakan Hubungi KLIK