Pipa bawah laut biasanya didesain agar bisa beroperasi 10 hingga 40 tahun. Agar dapat bertahan selama itu, pipa perlu dilindungi dari korosi, baik internal maupun eksternal. Korosi internal berkaitan dengan fluida yang dialirkan di dalam pipa, dibahas di Flow Assurance.
External coating dapat mencegah korosi pada pipa. Walaupun begitu, tetap ada kemungkinan coating rusak pada saat shipping atau instalasi. Proteksi katodik dengan pengorbanan anoda digunakan untuk mencegah bagian yang rusak dari korosi.
External Pipe Coating
External coating berfungsi untuk melindungi pipa dari korosi. Single layer coating digunakan jika pipa selalu berada dalam kondisi statis, stabil, berada di tanah seperti tanah liat atau pasir. Lapisan (layer) tambahan diperlukan untuk tambahan proteksi, menjaga pipa agar stabil di dasar laut (dengan weight), atau memberi isolasi. Isolasi berfungsi untuk menjaga agar temperatur fluida di dalam pipa lebih tinggi daripada temperatur lingkungan. Multi-layer coating biasanya digunakan di lingkungan di mana external coating mudah tergerus, misalnya di tanah berbatu.
Sifat coating yang perlu dipertimbangkan untuk pipa bawah laut adalah :
resistensi terhadap absorpsi air laut
resistensi terhadap bahan kimia di air laut
resistensi terhadap cathodic disbondment
fleksibilitas
resistensi terhadap benturan dan abrasi
resistensi terhadap cuaca
kompatibilitas dengan proteksi katodik
Single-layer coating kemungkinan tidak bisa menyediakan semua sifat yang diperlukan pipa pada berbagai kondisi operasi. Oleh karena itu diperlukan multi-layer coating. Agar coating menempel pada pipa, proses manufaktur surface finish perlu mendapat perhatian. Jika proses surface finish tidak baik, coating tidak akan menempel dengan semestinya pada pipa.
Single-Layer Coating
Single-layer coating yang sering dipilih untuk perpipaan bawah laut adalah Fusion Bonded Epoxy (FBE), khususnya di Amerika dan Inggris. Tabel di bawah menyajikan sifat FBE. Sebagian besar pipa penyaluran minyak dan gas menggunakan FBE karena biayanya murah. FBE dapat dipadukan dengan concrete weight coating.
Coating lain yang dapat digunakan bersama dengan concrete coating adalah coal tar enamel dan coal tar epoxy. Keduanya merupakan bituminous coating yang diperkuat dengan fiberglass. Walaupun demikian, sebagian besar bituminous coating biasanya tidak digunakan terkait dengan peraturan lingkungan dan penurunan efisiensi (sagging, cracking, permeasi, dan deteriorasi kimia).
Multi-layer Coating
Dual-Layer FBE
Dual-layer FBE coating digunakan jika proteksi tambahan diperlukan untuk layer luar, seperti temperatur tinggi, resistensi terhadap abrasi, dan lain-lain. Untuk pipa bawah laut, temperatur fluida di dalam pipa menurun mendekati ambien setelah menempuh jarak beberapa km. Kebutuhan coating dibatasi untuk SCR (steel catenary riser) pada area touchdown di mana abrasi tinggi dan coating tambahan dengan resistensi tinggi terhadap abrasi diperlukan. Sistem Duval terdiri dari FBE base coat (20 mil) yang berikatan dengan polypropylene coating (20 mil). Polypropylene layer memberikan proteksi mekanik.
Three-Layer
3-layer polypropylene (PP) coating terdiri dari epoxy atau FBE, thermoplastic adhesive coating, dan polypropylene top coat. Polyethylene (PE) dan polypropylene (PP) coating merupakan extruded coating. Coating ini digunakan untuk proteksi tambahan mengatasi korosi, biasanya digunakan untuk sistem dinamis, seperti SCR (steel catenary riser), dan lokasi di mana temperatur fluida di dalam pipa cukup tinggi. Di Eropa, PE dan PP coating banyak digunakan karena memiliki dielectric strength, water tightness, thickness yang baik, serta kebutuhan arus untuk proteksi katodik yang rendah.
Concrete Weight Coating
Concrete weight coating digunakan jika kestabilan perpipaan di dasar laut menjadi isu utama. Densitas concrete yang umum digunakan adalah 140 lbs/ft3 dan 190 lbs/ft3. Densitas yang lebih besar diperoleh dengan menambahkan bijih besi ke dalam concrete mix. Pada saat ini bijih besi sudah ditambahkan ke dalam concrete menghasilkan densitas 275 hingga 300 lbs/ft3.
Proteksi Katodik
Proteksi katodik merupakan metode untuk mencegah korosi pada logam. Terdapat dua metode utama untuk proteksi katodik, yaitu sistem anoda galvanik dan impressed current. Untuk pipa bawah laut, sistem anoda galvanik umum digunakan.
Korosi merupakan reaksi elektrokimia. Permukaan pipa baja terdiri dari area katoda dan anoda yang distribusinya sembarang. Air laut merupakan elektrolit yang melengkapi sel galvanik. Hal ini menyebabkan elektron mengalir dari satu titik ke titik lainnya, menghasilkan korosi. Dengan mengoneksikan logam yang potensialnya lebih tinggi daripada pipa baja, dapat dibuat sel elektrokimia di mana pipa baja menjadi katoda dan diproteksi.
Coating pipa merupakan penghalang pertama untuk menahan korosi. Walaupun demikian, proses pengangkutan dan instalasi pipa dapat menghasilkan kerusakan pada coating. Proteksi katodik menggunakan logam lain yang akan melepas elektron (anoda). Logam tersebut biasanya aloy aluminium dan seng. Dengan menempatkan anoda pada pipa, area pipa yang coatingnya rusak dapat diproteksi dari korosi.
Anoda seng biasanya tidak digunakan untuk pipa laut dalam karena tidak efisien, membutuhkan massa yang besar untuk memproteksi pipa. Walaupun demikian, anoda seng dapat dipasang pada sambungan pipa sehingga tidak diperlukan kabel untuk koneksi listrik ke pipa. Seng tidak menunjukkan kinerja yang baik untuk hot buried pipelines. Sedangkan kinerja anoda aluminum lebih baik dan dapat digunakan untuk hot buried pipe.
Desain Proteksi Katodik
Dalam mendesain proteksi katodik untuk pipa bawah laut, parameter-parameter yang perlu diketahui adalah :
. Umur desain (tahun)
. Coating breakdown (%)
. Densitas arus untuk proteksi (mA/m2), ditanam (buried) atau tidak (unburied)
. Resistivitas air laut (ohm-cm)
. Resistivitas tanah (ohm-cm)
. Pipeline protective potential (umumnya -900 mV w.r.t Ag/AgCl)
. Output anoda (amp-hr/kg)
. Potensial anoda (mV w.r.t. Ag/AgCl)
. Anode utilization factor (%)
. Temperatur air laut
. Temperatur pipa
. Kedalaman pipa
Umur desain pipa berdasarkan jenis pipa, apakah merupakan trunkline atau infield line. Umur trunkline bisa mencapai 40 tahun, sedangkan infield line 20 tahun. Coating breakdown factor bergantung pada tipe coating.
Densitas arus, resistivitas, dan temperatur bergantung pada lokasi geografis di mana pipa diletakkan. Pada pipa laut dalam, temperatur air laut berkisar 0,7oC hingga 7,5oC. DnV dan NACE menyajikan nilai densitas arus dan resistivitas untuk lokasi-lokasi offshore. Untuk pipa yang ditanam di sedimen, nilai densitas arus sebesar 0,020A/m2 direkomendasikan oleh DnV.
Tipe anoda yang digunakan menentukan sifat elektrokimianya. Anoda Galvalum III, misalnya, memiliki output anoda sekitar 2.250 amp-hr/kg di dalam air laut dengan temperatur kurang dari 25oC dan potensialnya sekitar -1.050 mV.
Anode utilization factor bergantung pada bentuk dan aplikasi anoda. Anoda bracelet diasumsikan dapat digunakan hingga 80% dari umurnya, sedangkan anoda stand-off 90%. Untuk temperatur pipa di atas 25oC, densitas arus meningkat. Di atas 25 derajat Celcius, setiap peningkatan 1derajat Celcius, densitas arus meningkat 0,001 A/m2.
Organisasi yang Berkaitan dengan Pipe Coating
Organisasi di Amerika :
. American Society of Testing Methods (ASTM)
. Steel Structures Painting Council (SSPC)
. National Association of Corrosion Engineers (NACE)
. National Bureau of Standards (NBS)
. International Organization for Standardization (ISO)
Di Eropa :
. Det Norske Veritas (DnV)
. Deutsches Institut fur Nurmung (DIN)
. British Standards (BS)
. International Organization for Standardization (ISO)
(Sumber : http://kegiatan-migas.blogspot.com/2009/05/pipa-pencegahan-korosi-2.html. Diakses tanggal 2 Februari 2014 pukul 16.00 WIB)
No comments:
Post a Comment