Top Banner
KOROSI dan METALURGI KOROSI dan METALURGI PERMINYAKAN / PANASBUMI PERMINYAKAN / PANASBUMI Oleh : Oleh : P. Subiatmono P. Subiatmono
36

Korosi Dan Metalurgi Perminyakan

Nov 15, 2015

Download

Documents

imamalbar

Korosi Dan Metalurgi Perminyakan penting untuk menentukan standar material peralatan di industri perminyakan
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
  • KOROSI dan METALURGI PERMINYAKAN / PANASBUMIOleh :P. Subiatmono

  • SEJARAH KOROSIFilsuf Romawi, Plinus 23-79 M Ferrum CorrumpiturKorosi menjadi beban peradapan manusia dalam tiga cara :Korosi sangat mahalMemboroskan sumber daya alamTidak nyaman bahkan mautKorosi adalah gejala alam yang timbul secara alami, pengaruhnya hampir dialami oleh hampir semua zat dan diatur oleh perubahan energi.Ketika korosi berlangsung secara alami, proses yang terjadi bersifat spontan, mk. Disertai pelepasan energi bebas

  • SEJARAH KOROSI

    ARTI PENTINGNYA :

    Untuk menjaga kapasitas produksi yang diinginkan, Unit bisnis perminyakan menghadapi pilihan untuk peduli dengan korosiDengan konsekuensi lebih terjaminnya keamanan penyaluran minyak walaupun dengan biaya operasional awal yang relatif lebih besar, atau Membiarkan saja korosi terjadi namun dengan konsekuensi biaya pemeliharaan tinggi

  • SEJARAH KOROSIKerugian Akibat Korosi :

  • SEJARAH KOROSIKorosi Lokal Intergranular (localized external corrosion)

  • TEORI KOROSIBentuk energi penggerak yang menimbulkan korosi berasal dari energi kimia yang kita sebut sebagai energi dalam.Korosi menyangkut berbagai disiplin ilmu :FisikaKimiaTermodinamikametalurgiTermodinamika : logam tidak akan stabil di alam, sehingga cenderung kembali ke keadaan seperti oksida, sulfida karbonat dll.

  • SEJARAH KOROSIFisika : menerangkan variabel yang mempengaruhi laju korosi, misal mengurangi kadar oksigen sehingga laju korosi akan berkurang.Metalurgi : mempengaruhi terhadap laju dan bentuk korosi suatu paduan, kontrol fasa-fasa yang terbentuk dilakukan untuk meningkatkan kerentanan suatu material.Energi : tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.Semua perubahan spontan terjadi disertai pelepasan energi bebas dari sistim ke lingkungan pada P dan T konstan.

  • SEJARAH KOROSITeori menyatakan bahwa keadaan peralihan harus mempunyai energi bebas lebih tinggi.Diagram profil energi : menggambarkan perubahan-perubahan energi bebas yang berlangsung selama reaksi.

  • THERMODINAMIKA KOROSIDiagram profil energi :ENERGIBEBASBIJIHLOGAMPRODUKKOROSIKOORDINAT REAKSIGG++

  • KINETIKA KOROSI

  • TEORI KOROSI

    Reaksi korosi : M Mz+ + ze_ Persamaan tersebut disebut dengan setengah reaksi.Prinsip elektronetralitas : kita tidak dapat menciptakan elektron bebas dan elektron tersebut harus dipakai ditempat lain.Proses korosi : dimana ion-ion negatif dan ion-ion positif sama-sama terbentuk.Definisi korosi : adalah penurunan mutu logam akibat reaksi elektrokimia dengan lingkungannya.

  • TEORI KOROSIKorosi berkaitan dengan logam, ini berarti bahwa hanya setengah reaksi yang terjadi.Penurunan mutu logam adalah proses yang tidak kita kehendaki.Melibatkan reaksi kimia dan elektrokimia : terjadi perpindahan elektron. elektron bermuatan negatif pengangkutannya menimbulkan arus listrik. dipengaruhi oleh potensial listrik

  • LISTRIKListrik adalah lewatnya partikel bermuatan antara dua titik tertentu.Partikel tadi adalah elektron, dalam larutan muatan ini dibawa oleh ion positif dan ion negatif.Elektron mengalir dari titik dengan potensial negatif tinggi ke titik dengan potensial negatif rendah.Elektron dipasok dari elektroda Y : terjadi pengikatan elektron oleh spesi-spesi yg ada dalam elektrolit, pada antar mukanya terjadi reaksi reduksi dan elektrodanya bersifat katodik.

  • LISTRIKPada elektroda X : melepaskan elektron ke elektroda, terjadi reaksi oksidasi dan elektrodanya bersifat anodik.Reaksi antar muka setiap elektroda tersebut kita sebut reaksi sel.

  • LISTRIKELECTROLITEANODAKATODAXYeeeeeeeIIGSkematik Sel Elektrokimia

  • TERMODINAMIKAGambar profil energi : atom logam harus mengatasi perintang agar dapat terkorosi.Perintang energi disebut : energi bebas aktivasi.Agar reaksi spontan dapat berlangsung G harus negatif.Daya penggerak suatu logam untu terkorosi dapat diprediksi secara termodinamik dengan menghitung gaya elektromotif dari reaksi sel elektrokimia yang diperkirakan akan terbentuk.Persamaan Nernst : E=E0-(RT/zF)ln(hasil reaksi/reaktan)

  • TERMODINAMIKAMETAL-METAL LONEQUILIBRIUM(UNIT ACTIVITYELECTRODE POTENTIALVS NORMAL HYDROGENELECTRODE AT 250C, VOLTSACTIVE OR ANODIC

    NOBLE OR CATHODIC

  • SEL KOROSI BASAHAnoda : merupakan bagian logam yang mengalami korosi, melepaskan elektron yang menjadi ion positif yang diikat/larut dalam elektrolit dan elektron bergerak ke arah katoda.Contoh reaksi kimia untuk besi :Fe Fe2+ + 2e_Ketika ion Fe2+ terbentuk, kedua elektron tertinggal dalam logam sehingga logam bersifat negatif.Atom besi yang memberikan kedua elektron tersebut dikatakan mengalami oksidasi.

  • SEL KOROSIKatoda : merupakan bagian dari logam yang tidak larut dalam elektrolit (tidak terkorosi), elektron yang dilepaskan oleh anoda akan menuju ke katoda dan akan diikat oleh zat pengoksidasi yang terdapat di permukaan logam.Reaksi pengikatan elektron pada sel elektrokimia disebut reaksi reduksi, contoh :2H+ + 2e_ H2jika terdapat oksigen : O2 + 4H+ + 4e_ 4H2 O2 + 2H2O + 2e_ 4OH_ Arus listrik akan terjadi dan alirannya berlawanan dengan aliran elektron yaitu dari katoda ke anoda.Pergerakan elektron dari anoda ke katoda dan aliran listrik dari katoda ke anoda ini disebut complete elektrical circuit.

  • SEL KOROSIElekterolit : adalah larutan yang mampu mengalirkan arus listrik yaitu dari anoda ke katoda dan dipengaruhi :Konduktivitas, pH, Gas terlarutHubungan Listrik : Saat korosi terjadi, ion logam yang bermuatan listrik positif meninggalkan permukaan logam sehingga terjadi perpindahan (aliran) listrik dari logam ke lingkungan dan

  • SEL KOROSIdi permukaan logam pada katoda arus listrik masuk ke logam karena spesies muatan positif pada katoda direduksi oleh elektron pada permukaan logam.

  • MEKANISME KOROSIKorosi logam merupakan reaksi elektrokimia yang terjadi pada pemukaan logam yang mengubah atom logam menjadi senyawa logam. Proses korosi dapat diilustrasikan pada contoh pelarutan logam dalam larutan elektrolit sebagaimana terlihat pada Gambar, Sebagai contoh adalah pelarutan logam besi dalam larutan asam.

  • MEKANISME KOROSIGambar Skematik Pelarutan ion Logam ke Larutan Dalam Proses Korosi Dengan Membawa Muatan Positif

  • MEKANISME KOROSIReaksinya adalah : Fe + 2HCl FeCl2 + H2 Fe + 2H+ + 2Cl- Fe2+ + 2Cl- + H2 Fe Fe2+ + 2e 2H+ + 2e H2

  • MEKANISME KOROSIAtom besi pindah ke larutan sebagai ion besi yang membawa muatan listrik positif.Peristiwa ini dinamakan oksidasi atau korosi besi yang terjadi di permukaan logam yang potensial elektrikalnya lebih rendah dari permukaan logam yang lain. Daerah dimana ion logam meningalkan logam menuju elektrolit ini disebut anoda dan reaksinya disebut reaksi anodik.

  • MEKANISME KOROSIKarena sistem cenderung selalu menjaga kesetimbangannya maka pada saat yang sama di permukaan logam yang lain terjadi reaksi kebalikan atau reaksi reduksi. Ion hidrogen direduksi menjadi gas hidrogen dan keluar dari larutan. Peristiwa ini terjadi di daerah permukaan logam yang potensial elektrikalnya lebih tinggi. Daerah ini disebut katoda dan reaksinya disebut reaksi katodik, disini korosi tidak terjadi.

  • MEKANISME KOROSIReaksi keseluruhan untuk logam M adalah :pada anoda : M M+ + e- (1)pada katoda:2H+ + 2e- H2 (2)O2 + H2O + 4e- 4OH- (3)M2+ + e-- M+ (4)Pada katoda, reaksi (2) dan (3) mendominasi reaksi katodik dan menentukan laju korosi.

  • MEKANISME KOROSISel Korosi Mikro Akibat Stratifikasi Energi/Potensial dan Sel Korosi Makro pada Permukaan Logam

  • POTENSIAL ELEKTRODA BAKUDalam sel korosi basah beda potensial (anoda-katoda) diukur dengan voltmeter.Untuk pengukuran laboratorium membutuh kan elektroda ketiga.Yang menjadi masalah dalam pengukuran potensial hanya dapat mengukur beda atau selisihMaka didefinisikan elektroda baku sebagai acuan untuk semua pengukuran dengan menetapkan potensial elektrodanya = 0 volt

  • POTENSIAL ELEKTRODA BAKUJika kita ingin mengukur potensial elektroda baku dari besi, maka beda potensial yang terukur antara elektroda hidrogen dan elektroda besi.Separuh sel tempat reaksi hidrogen berlangsung disebut elektroda hidrogen baku (Standard Hydrogen Electroda, SHE)Hubungan persamaan Nerst : untuk besiE=Eo-(0,059/2)log[Fe2+) ----- E=Eo

  • POTENSIAL ELEKTRODA BAKU

  • POTENSIAL ELEKTRODA BAKUDengan kata lain beda potensial yang diukur adalah potensial elektroda besi dalam kondisi baku.Dalam keadaan ini Eo untuk besi = +44 V sesuai sifat besi yaitu larut secara spontan dalam asam.Dengan cara yang sama untuk logam-logam yang lain dapat diukur.

  • POTENSIAL ELEKTRODA BAKUMETAL-METAL LONEQUILIBRIUM(UNIT ACTIVITYELECTRODE POTENTIALVS NORMAL HYDROGENELECTRODE AT 250C, VOLTSACTIVE OR ANODIC

    NOBLE OR CATHODIC

  • ELEKTRODA ACUANElektroda acuan yang umum dipakai adalah elektroda Kalomel Baku.Kalomel adalah sebutan untuk merkuri klorida, Hg2Cl2Elektroda baku lainnya : ElektrodaElektrolit Potensial (V) - Kalomel (SCE)KCL jenuh+0,2420- Kalomel (NCE)1,0 m KCl+0,2810- Kalomel0,1 m KCl+0,3335- Perak klorida (SSC)1,0 m KCl+0,2224- Tembaga sulfat (CSE)air laut+0,3000- Sengair laut- 0,7900

  • ELEKTRODA ACUAN

  • ELEKTRODA ACUANElektroda kalomel tipe kedua disukai digunakan dilaboratorium karena betul-betul kecil dan praktis.Elektroda perak sangat cocok dalam lingkungan air laut