Proteksi Katodik (Cathodic Protection) : Pengertian, Prinsip Kerja, Jenis Metode dan Aplikasi Penggunaan

Korosi dapat didefinisikan sebagai proses degradasi logam melalui reaksi elektrokimia dengan zat non-logam seperti oksigen, sulfur, dan sejenisnya. Fenomena ini terjadi melalui proses elektrokimia yang melibbatkan reaksi oksidasi. Pada proses korosi elektrokimia, terjadi dua reaksi, yaitu reaksi anoda yang menghasilkan penguraian logam (pelepasan elektron) dan reaksi katoda yang melibatkan reduksi (menangkap elektron).

Ketika logam mengalami kontak dengan senyawa elektrolit seperti air, tanah, atau senyawa tertentu, maka logam tersebut akan memiliki potensial listrik yang ditentukan oleh reaksi kimia, dengan nilai potensial yang tergantung pada jenis logam dan senyawa elektrolit. Ketika dua logam yang berbeda berada dalam kontak satu sama lain maka keduanya memiliki potensial yang berbeda, sehingga terjadi aliran arus listrik spontan. Hal ini cenderung mengarahkan potensial alami kedua logam menuju suatu nilai yang sama yang disebut potensial korosi. Peredaran arus dalam elektrolit terjadi melalui migrasi ion yang terkait dengan reaksi katoda reduksi dan oksidasi (redoks), sehingga pada akhirnya menyebabkan disintegrasi pada logam dengan potensial yang lebih anodik.

Namun, ketika arus listrik eksternal diterapkan pada pasangan logam tersebut, potensial dapat diubah menjadi di bawah potensial logam yang paling anodik, sehingga reaksi oksidasi penyebab korosi dapat di minimalisir. Konsep tersebut menjadi dasar dari teknik perlindungan katodik pada logam yang saat ini banyak digunakan.

Pengertian Proteksi katodik (Cathodic Protection)

Apa Itu Proteksi katodik (Cathodic Protection) ?

Proteksi katodik (Cathodic Protection) adalah metode perlindungan logam yang digunakan untuk mengendalikan terjadinya korosi pada permukaan logam dengan menjadikannya sebagai logam katoda dalam suatu sel elektrokimia. Metode proteksi katodik yang paling sederhana yaitu dengan menghubungkan logam yang akan dilindungi dengan logam lain yang lebih mudah terkorosi sehingga bertindak sebagai logam anoda dalam sel elektrokimia.

Prinsip Proteksi katodik pada dasarnya dapat digunakan pada berbagai macam  logam apapun yang berada dalam kontak dengan elektrolit. Namun, dalam praktik kegunaannya secara umum, penggunaan utama proteksi katodik adalah untuk meminimalisir korosi dan melindungi logam yang terkubur dalam tanah atau terendam dalam air.

Prinsip Kerja proteksi katodik (Cathodic Protection)

Proteksi katodik (Cathodic Protection) mengacu pada proses membuat permukaan logam yang akan dilindungi lebih elektro negatif daripada potensial redoksnya saat berada dalam kontak dengan elektrolit tertentu. Proses ini melibatkan sebuah rangkaian yang memungkinkan arus mengalir dalam elektrolit melalui pertukaran ion yang diinduksi oleh reaksi oksidasi. Proteksi katodik melibatkan unsur logam yang dapat dikorbankan (anoda) di mana reaksi oksidasi terjadi.

Dengan kata lain, perlindungan katodik mengendalikan korosi pada permukaan logam dengan menjadikan logam yang akan dilindungi sebagai katoda dalam suatu sel elektrokimia dan logam lain sebagai Anoda. Dengan menyuplai arus pada logam maka potensial logam berkurang dan perlindungan katodik tercapai.

Jenis Metode Proteksi katodik (Cathodic Protection)

Terdapat dua metode yang digunakan dalam penerapan sistem Proteksi katodik (Cathodic Protection), yaitu sistem galvanik (sacrfical anode) dan sistem Arus terpasang (impressed current). Pilihan antara kedua jenis metode proteksi katodik tersebut tergantung pada luas permukaan yang akan dilindungi dan karakteristik elektrolit (air laut atau tanah). Selain itu, pertimbangan biaya juga menjadi faktor penting dalam memilih jenis metode proteksi yang tepat sesuai kebutuhan.

1. Metode Galvanic (Sacrificial anode cathodic protecion)

Metode proteksi katodik yang paling sederhana yaitu dengan metode galvanic atau dikenal juga dengan metode sacrifical anoda. Pada metode perlindungan katodik galvanic menerapkan perlindungan dengan menghubungkan logam yang akan dilindungi dengan logam lain yang bersifat lebih aktif sebagai anoda untuk dikorbankan melindungi logam yang bekerja sebagai katoda. Beberapa jenis logam yang dapat digunakan sebagai anoda yaitu Zinc, aluminium dan magnesium.

Kelebihan Metode Galvanic (Sacrificial anode cathodic protecion)

- Tidak membutuhkan sumber daya listrik eksternal.

- Mudah dalam instalasi dan desain

- Menggunakan aksesoris yang lebih sederhana.

- Biaya operasi atau pemeliharaan yang rendah.

- Tidak ada resiko terjadi interferensi dengan logam lainnya

Kekurangan Metode Galvanic (Sacrificial anode cathodic protecion)

- Efisiensi yang rendah jika resistivitas media konduktor (listrik, air atau tanah) tinggi.

- Arus yang bekerja terbatas pada perbedaan potensial antara logam anoda dan katoda.

- Waktu pemakaian yang terbatas pada kondisi logam anoda.

2. Metode Impressed current cathodic protection (ICCP)

Sistem ICCP menggunakan sumber daya listrik eksternal yang disediakan oleh pasokan daya DC yang diatur oleh panel kontrol. Panel kontrol proteksi katodik Metode ICPP menyediakan arus yang diperlukan untuk menghasilkan arus listrik diantara kedua logam. Dalam metode perlindungan katodik ICPP, arus listrik pelindung dihasilkan oleh pasokan arus eksternal, berbeda dengan metode galvanic yang menggunakan perbedaan potensial antara logam katoda dan anoda.

Arus pelindung didistribusikan oleh logam anoda inert yang dirancang khusus, biasanya terbuat dari bahan konduktif yang tidak mudah larut menjadi ion logam, tetapi mendukung reaksi anoda alternatif. Jenis logam Anoda yang paling sering digunakan pada metode proteksi katodik ICPP adalah ferro-silicon-chromium dan titanium.

Kelebihan Metode Impressed current cathodic protection (ICCP)

- Arus dan tegangan yang bervariasi dan terkontrol.

- Memberikan arus pelindung yang lebih besar dan dapat dikendalikan.

- Dapat diterapkan pada semua jenis medium air atau tanah, bahkan pada medium dengan tingkat resistivitas listrik yang tinggi.

- Dapat digunakan secara efektif untuk melindungi logam yang tidak dilapisi coating.

Kekurangan Metode Impressed current cathodic protection (ICCP)

- Membutuhkan cost operasional tambahan karena menggunakan tenaga listrik eksternal.

- Membutuhkan pengawasan dan pemeliharaan pada sistem secara reguler.

Contoh Aplikasi Penggunaan proteksi katodik (Cathodic Protection)

Proteksi katodik pada umumnya digunakan untuk meminimalisir dan melindungi logam dari korosi. Beberapa contoh aplikasi dan penggunaan proteksi katodik diantaranya yaitu : 

1. Saluran Pipa Bawah Tanah

2. Tangki penyimpanan & Vessel

3. Lambung kapal

4. Platform lepas pantai

5. Struktur Baja Penguat Beton

6. Substruktur Jembatan

7. Fasilitas dan peralatan pada proses plant : Seawater intakes, Condensers, Heat Exchangers, dll.

8. Fasilitas pelabuhan dan jetty.

Pertimbangan Dalam Penggunaan proteksi katodik (Cathodic Protection)

Karena fungsi utama Penggunaan proteksi katodik (Cathodic Protection) yaitu sebagai perlindungan terhadap korosi, oleh karena itu perencanaan dan penggunaan proteksi katodik harus dapat melindungi logam dengan baik dari ancaman korosi. Oleh karena itu Ketika merancang sistem proteksi katodik, perlu dilakukan survei aktual lingkungan dan jenis aplikasi penggunaan pada logam. Pertimbangan dan perancangan sistem proteksi yang tepat diharapkan dapat menghasilkan sistem dengan perlindungan korosi yang efektif sesuai dengan teknis dan anggaran pengadaan. Berikut ini beberapa pertimbangan dalam penggunaan proteksi katodik (Cathodic Protection) :

- Spesifikasi Teknis Seiuai denagn standar Nasional dan Internasional

- Kondisi lingkungan yang akan dipasang sistem proteksi katodik

- Jenis sistem yang digunakan (galvanic atau impressed current)

- Kebutuhan dan persyaratan pasokan listrik (jika menggunakan metode impressed current)

- Jumlah dan lokasi pemasangan anode atau transformator rectifiers

Referensi :
https://www.linkedin.com/
https://www.abriox.com/
https://www.lincenergysystems.com/
https://www.tcenergy.com/
https://www.ampp.org/
https://cathwell.com/
https://eoncoat.com/
https://www.ipcm.it/

Share :