MENGENAL SACRIFICIAL ANODE (ANODA KORBAN) BAGIAN-2

Galvanic anode bekerja berdasarkan prinsip dimana logam yang lebih aktif jika dihubungkan dengan logam yang kurang aktif maka akan terbentuk sel korosi galvanic. Prinsip tersebut digunakan untuk melindungi logam yang kurang aktif dari korosi. Logam yang lebih aktif akan terkorosi mengorbankan dirinya untuk melindungi logam yang kurang aktif, karena itulah logam tersebut juga biasa disebut dengan sacrificial anode (anoda Korban).

Gambar 1. Sel Korosi Galvanis

Dalam deret galvanis terdapat 3 logam yang lebih aktif dari iron (besi), yaitu magnesium, zinc dan aluminium. Biasanya ketiga logam tersebut tidak dalam bentuk murni namun sudah berupa campuran tergantung kebutuhan dan kondisi lingkungan selain itu juga karena bentuk murni dari logam tersebut terlalu banyak self corrosion sehingga cepa habis. Berikut deret galvanis untuk beberapa logam :

Gambar 2. Deret Galvanis Logam Di air Laut

Magnesium Anode

Magnesium anode diproduksi dengan berbagai macam tipe dan bentuk. Ada yang dibentuk dengan cara dituang dalam cetakan atau di ekstrusi menjadi bentuk pita atau batang yang dilengkapi dengan pegas baja, Tali tali berlubang atau kawat baja inti.

Gambar 3. Magnesium Anode Batang
Gambar 4. Magnesium anode Koil

Magnesium anode terdapat dalam 2 jenis alloy yaitu high potential alloy dengan nominal potential adalah – 1.75 V diukur dengan copper copper sulphate Electrode. Dan standard potential alloy dengan nilai potensial – 1.55 V. Magnesium standard alloy digunakan untuk lokasi dengan resistivitas tanah rendah dan di air tawar sedangkan high potential alloy dapat digunakan untuk resistivitas tanah yang lebih tinggi karena mempunyai driving voltage yang lebih besar. Secara umum magnesium digunakan untuk lokasi dengan resistivity antara 1500 ohm cm sampai dengan 10.000 ohm cm, diatas 10.000 ohm cm tidak direkomendasikan menggunakan galvanic anode karena tidak ekonomis.

Pure Magnesium mempunyai nilai potensial yang lebih negative sehingga lebih aktif namun self corrosion ratenya tinggi sehingga cepat habis. Penambahan 6 % aluminium dan 3 % zinc menghasilkan nilai potensial yang lebih positif namun menurunkan self corrosion rate. Tambahan unsur Zinc menjadikan reaksi korosi menjadi seragam dan menurunkan sensitivitas magnesium anode terhadap impurities (pengotor). Adanya pengotor dengan konsentrasi kecil copper, nickel, silicon dan iron dapat menurunkan current capacity dan elektronegativitas potential magnesium anode. Karena itu konsentrasi nickel harus dijaga dibawah 0.001 %. Konsentrasi Copper dijaga dibawah 0.05 %. Penambahan sekitar 0.3 % Manganese dapat mereduksi efek negative dari iron.

Berikut merupakan tabel komposisi dari magnesium anode :

Gambar 5. Komposisi Magnesium Anode

Gambar dan ukuran  untuk Magnesium anode yang ditanam didalam tanah untuk high potensial adalah sebagai berikut :

Gambar 6. Gambar Dimensi Magnesium Anode High Potential
Gambar 7. Tabel Dimensi Magnesium Anode High Potential

Sedangkan gambar dan ukuran untuk magnesium anode standard adalah sebagai berikut :

 

Gambar 8. Gambar Dimensi Magnesium Anode Standard

Zinc Anode

Zinc Anode digunakan untuk kondisi lingkungan dengan tahanan yang rendah. Tersedia banyak tipe dan ukuran termasuk baracelet anode untuk penggunaan lingkungan laut.Hull anode untuk tangki air laut dan bentuk ribbon (pita) untuk penggunaan pipa utility dan mitigasi adanya arus AC tegangan tinggi.

Zinc Anode tidak direkomendasikan untuk lingkungan yang terdapat carbonates atau bicarbonates dan suhu diatas 130 o F (54 oC) karena terjadi passivasi dan potensial lapisan film pada permukaan zinc menjadi lebih mulia daripada baja sehingga menyebabkan baja lebih terkorosi. Pada suhu diatas 120 oF (49 oC) terjadi intergranular corrosion pada zinc sehingga penggunaannya harus dijaga dibawah suhu tersebut.

Zinc adalah material anode paling tua. Digunakan pertama kali pada tahun 1824 oleh sir Humprey Davy. Kegagalan awal kerja zinc anode adalah karena passivasi yang disebabkan oleh adanya logam iron sebagai pengotor (impurities). Karena itu harus dijaga komposisi iron harus dibawah 0.0014 %. Campuran berikutnya harus mengandung sekitar 0.5 % aluminium dan lebih dari 0.15 % cadmium. Adanya campuran tersebut menjadikan komposisi iron diizinkan hingga 0.005 %.

Terdapat dua jenis anode zinc yaitu :

  1. Mil –A-18001 atau ASTM B 418 tipe I yang digunakan untuk lingkungan air laut dan air payau
  2. ASTM B 418 Tipe II yang digunakan untuk lokasi tanah dan air tawar.
Gambar 9. Komposisi Zinc Anode

Bentuk dan dimensi dari zinc anode adalah sebagai berikut :

Gambar 10. DImensi ZInc Anode
Gambar 11. Tabel Dimensi zinc Anode

Aluminium Anode

Aluminium alloy digunakan terbatas hanya untuk lingkungan laut dan lingkungan yang kaya akan senyawa chloride seperti offshore petroleum platform, pipa bawah laut dan salt water tank. Terdapat 2 jenis aluminium alloy yaitu yang menggunakan mercury dan yang satu lagi menggunakan indium untuk mengurangi efek passivasi yang diakibatkan oleh pembentukan lapisan oxide film pada permukaan aluminium. Aluminium anode tidak pernah digunakan dilingkungan air tawar kecuali untuk impressed current groundbed. Dan tidak bisa digunakan untuk lokasi tanah.

Dipasaran terdapat 3 jenis produk aluminium alloy, yaitu :

  1. Galvalum I : Mengandung zinc dan mercury digunakan untuk lingkungan air laut
  2. Galvalum II : Mengandung Zinc dan Mercury digunakan untuk lingkungan lumpur garam
  3. Galvalum III : mengandung Zinc dan Indium, digunakan untuk lingkungan air laut, air payau dan lumpur garam.

Dikarenakan adanya kandungan mercury yang mencemari lingkungan, maka saat ini Galvalum I dan Galvalum II jarang digunakan lagi.

Aluminium alloy terdiri dari kombinasi zinc, cadmium, indium, mercury atau tin (kaleng) untuk menjaga agar anode tetap aktif. Dengan adanya activator ini maka membuat aluminium anode menjadi self corrosion. Tambahan manganese, silicon, atau titanium akan mengoptimalkan kesetimbangan antara aktif dan self corrosion. Adanya iron dan copper akan menyebabkan efek yang merugikan karena itu penambahan 0.11 % silicon dapat mengurangi efek yang merugikan ini.Berikut komposisi aluminium anode golongan mercury dan Indium :

Gambar 12. Komposisi Aluminium Anode

Aluminium anode tersedia dalam berbagai bentuk dan ukuran sebagai contoh adalah jenis aluminium anode yang digunakan untuk Hull dan Jetty :

Gambar 13. Gambar dan Dimensi Aluminium Anode

Aluminium anode membutuhkan adanya larutan chloride untuk bekerja secara maksimal. Ketika kuantitas ion chloride turun dibawah konsentrasi normal air laut ( 3.5 % atau 35.000 ppm) maka current capacities anode akan turun dan potential anode menjadi lebih positif. Penggunaan indium alloy menjadikan aluminium anode bisa digunakan untuk lokasi yang rendah ion chloride ( 1000 ppm) sehingga bisa digunakan di air payau, kelemahannya adalah current capacity yang lebih rendah dari mercury alloy.

Referensi :

  1. NACE CP 1 Course Manual, NACE International, Houston, 2000
  2. NACE CP 2 Course Manual, NACE International, Houston, 2006
  3. NACE CP 3 Course Manual, NACE International, Houston, 2005
  4. US Army Engineer, “Cathodic Protection Anode Selection”, Washington, 2001
  5. Appalachian underground Short Course manual, “Advanced Course”, West Virginia, 2013
  6. Peabody, “Control Of pipeline Corrosion”, NACE International, Houston 2001