COPPER SULPHATE ELECTRODE DAN YANG MEMPENGARUHINYA

Pengukuran proteksi katodik pada lingkungan tanah  umumnya menggunakan Cu/CuSO4 sebagai standard. Terdapat dua jenis Cu/CuSO4 standard yaitu portable dan permanent. Cu/CuSO4 portable digunakan untuk pengukuran harian dan untuk lokasi yang berpindah-pindah.  Sedangkan Cu/CuSO4 permanen digunakan untuk lokasi yang sulit untuk dilakukan pengukuran dengan Cu/CuSO4 portable contohnya adalah jalur busway, jalur padat, testbox di trotoar dan lokasi lain yang sudah tidak terdapat media tanah untuk meletakkan Cu/CuSO4 portable. Kelebihan dari Cu/CuSO4 permanent adalah hasil pengukuran yang lebih akurat, kelemahannya adalah sekali dinstall maka Cu/CuSO4 permanen ini tidak bisa dilakukan pemeliharaan, karena itu harus selalu dikalibrasi dengan Cu/CUSO4 portable.

Cu/CuSO4 portable harus selalu dalam kondisi bagus dan terkalibrasi saat digunakan. Cara mengkalibrasi dari Cu/CuSO4 portable yang dipakai dilapangan setiap hari adalah dengan cara mengkalibrasi dengan Cu/CuSO4 lain yang tersimpan dengan baik di kantor/rumah. Karena itu hendaknya teknisi proteksi katodik minimal mempunyai 2 buah Cu/CUSO4 portable, satu digunakan setiap hari dan satu lagi disimpan untuk kalibrasi.

Cara melakukan kalibrasi adalah sebagai berikut :

Gambar 1. Kalibrasi Elektroda Standard
  1. Masukkan 2 buah Cu/CuSO4 portable yang tersimpan dengan baik dan yang digunakan sehari-hari dalam sebuah wadah berisi air.
  2. Hubungkan keduanya dengan mutimeter dan posisikan multimeter pada pengukuran volt DC.
  3. Nyalakan dan tunggu +- 5 menit hingga diketahui perbedaan potensial antara keduanya.
  4. Jika perbedaan potensial adalah 5 mV atau kurang maka berarti Cu/CuSO4 portable yang digunakan dilapangan masih baik. Namun jika lebih dari 5 mV, maka perlu dilakukan perawatan.

Perawatan terhadap Cu/CuSO4 portable adalah jika hasil kalibrasi diatas 5 mV atau jika larutan CuSO4 dalam sebuah halfcell sudah rusak, ditandai dengan perubahan warna yang semula biru cerah menjadi biru susu, elektroda tembaga sudah kotor dan Kristal Copper sulphate tidak terlihat.

Gambar 2. Elektroda Standard Terkontaminasi

Cara perawatannya adalah sebagai berikut :

Gambar 3. Copot dan Bersihkan Elektroda Standard
  1. Copot semua bagian dari Half Cell. Sumbat berpori, elektrode dan tutup atas. Buang larutan yang sudah keruh. Bersikan sumbat berpori dengan menggunakan spon dan sabun.
Gambar 4. Amplas elektoda standard

2. Copot semua bagian dari Half Cell. Sumbat berpori, elektrode dan tutup atas. Buang larutan yang sudah keruh. Bersikan sumbat berpori dengan menggunakan spon dan sabun.

Gambar 5. Masukkan Kristal Copper Sulphate

3. Masukkan Kristal copper suphate dengan tinggi sekitar 1 inchi dari permukaan sumbat
berpori

Gambar 6. Masukkan Larutan Copper Sulphate

4. Masukkan Larutan Copper Sulphate jenuh yang sudah dibuat sebelumnya ke dalam half cell, atau buat lautan jenuh didalam half cell yang ditandai dengan tidak terlarut lagi Kristal copper sulphate didalam half cell

Gambar 7. Masukkan Larutan Copper Sulphate

5. Tutup rapat half cell untuk mencegah kebocoran. Pastikan larutan copper sulphate terisi 95 % dengan 5 % adalah Kristal copper sulphate. Pastikan larutan selalu berwarna biru terang

Petunjuk penggunaan Cu/CuSO4 Portable adalah sebagai berikut :

  1. Selalu jaga kebersihan half cell
  2. Pasang tutup karet pada sumbat berpori jika tidak digunakan
  3. Bersihkan sumbat berpori secara berkala agar pori tidak tersumbat
  4. Bersihkan batang tembaga secara berkala dengan menggunakan amplas, serta ganti larutan copper sulphate nya jika sudah tampak biru berkabut dan pastikan selalu ada Kristal copper sulphate didalamnya yang menandakan larutan copper sulphate jenuh. Sehingga akan mencegah batang tembaga terkorosi dan pengukuran menjadi lebih stabil. Ganti larutan Copper sulphate jika digunakan untuk pengukuran dekat pantai atau daerah yang mengandung garam tinggi, karena akan mengkontaminasi larutan. Kontaminasi chlorine sebesar 5 ppt dapat mempengaruhi pengukuran hingga 20 mV. Jika terkontaminasi 10 ppt dapat mempengaruhi pengukuran hingga 95 mV.
  5. Bawa HalfCell cadangan jika melakukan pengukuran dilapangan, jika sewaktu-waktu dibutuhkan
  6. Simpan sebuah Halfcell yang masih baik di kantor untuk mengkalibrasi Halfcell lapangan. Jika terjadi perbedaan lebih dari 5 mV dengan Half Cell di kantor maka pertanda elektroda harus segera dibersihkan
  7. Koreksi pengukuran yang melibatkan sinar matahari langsung dan perbedaan temperature yang signifikan, sebab perubahan temperature tiap oC dapat mempengaruhi pengukuran hingga 0.9 mV.
  8. Tutup bagian plastic bening pada CU/CuSO4 portabel untuk menghindari kontak dengan matahari langsung saat digunakan untuk pengukuran. Pengaruh matahari dapat menurunkan pengukuran 10 – 50 mV.

Selain itu terdapat beberapa hal yang mempengaruhi pengukuran potensial proteksi katodik menggunakan Cu/CuSO4 portable, diantaranya adalah :

  1. Suhu

Elektroda standard sangat sensitive terhadap perubahan suhu. Elektroda Cu/CuSO4 mempunyai koefisien terhadap suhu sekitar ½ mV tiap perubahan 4oF yang sangat berpengaruh terhadap hasil pengukuran. Sebagai contoh, sebuah elektroda standard portable digunakan untuk mengukur potensial pipa sebesar -860 mV disiang hari pada suhu 90oF. Jika pengukuran yang sama dilakukan pada hari yang berbeda dengan suhu 40 oF, maka perbedaan suhu 50 oF dapat mengakibatkan  perbedaan pengukuran sampai dengan 25 mV, dengan kata lain pengukuran potensial pipa menjadi -835 mV.

2. Cahaya

Elektroda Standard Cu/CuSO4 sensitif terhadap cahaya. Dikarenakan hampir sebagian besar elektroda standard yang dijual dipasaran mempunyai jendela tembus pandang untuk melihat kondisi larutan Cu/CuSO4 ternyata mempunyai efek besar terhadap hasil pengukuran. Saat siang hari dengan cuaca cerah, dapat mengakibatkan perbedaan pengukuran 50 mV atau lebih.

3. Permukaan Tanah

Permukaan tanah yang kontak dengan elektroda standard dapat mempunyai tahanan tanah yang besar. Permukaan tanah dapat berupa tanah kering, bebatuan, beton dan sebagainya sehingga nilai pengukuran potensial menjadi jauh berbeda dari nilai potensial pipa sesungguhnya. Tidak ada cara yang lebih akurat untuk mengatasi hal ini selain memastikan bahwa elektroda standard itu kontak dengan elektrolit.

4. Pemeliharaan elektroda standard

Elektroda standard portable yang berisi cairan harus dibersihkan dan diisi ulang secara teratur. Cairan Cu/CuSO4 berisi oksigen terlarut akan bereaksi dengan logam tembaga menjadi tembaga oksida yang mempengaruhi hasil pengukuran. Semakin banyak tembaga oksida yang terbentuk, semakin besar penyimpangan pengukuran. Penyimpangan sebesar 10 mV setiap minggu dapat terjadi dengan penggunaan elektroda standard tersebut.

Tidak hanya Reference cell yang perlu untuk dilakukan perawatan, multimeter yang digunakan dalam pengukuran juga perlu dirawat. Salah satunya adalah pengecekan fuse.

Fuse pada meter perlu untuk dilakukan penggantikan jika ditemukan kondisi sebagai berikut :

  1. Ketika Setting multimeter adalah volt DC, dan ketika dihubungkan antara tongkat positif dan tongkat negative tidak menunjukkan nilai 0,00 V DC
  2. Ketika setting multimeter adalah Ohm meter, dan ketika dihubungkan antara tongkat positif dan tongkat negative maka menunjukkan nilai OL (overload)
  3. Ketika melakukan pengukuran ampere, maka tidak menunjukkan nilai tertentu atau nilainya berubah-berubah terus.
Gambar 8. Indikasi Fuse Error dan Baik

Referensi :

  1. NACE International, “CP-1 Cathodic Protection Technician Manual”, Houston, 2009
  2. Barlian Kahuripan, “Test Box Digital, PGN, 2012
  3. Tinker & Razor, “Work Instruction Cu/CuSO4 Reference Cell”