Proteksi katodik

Proteksi Katodik ( Cathodic Protection) adalah teknik yang digunakan untuk mengendalikan korosi pada permukaan logam dengan menjadikan permukaan logam tersebut sebagai katoda dari sel elektrokimia.

Proteksi katodik ini merupakan metode yang umum digunakan untuk melindungi struktur logam dari korosi. Sistem proteksi katodik ini biasanya digunakan untuk melindungi baja, jalur pipa, tangki, tiang pancang, kapal, anjungan lepas pantai dan casing (selubung) sumur minyak di darat.

Efek samping dari penggunaan yang tidak tepat adalah timbulnya molekul hidrogen yang dapat terserap ke dalam logam sehingga menyebabkan hydrogen embrittlement (kegetasan hidrogen).

Proteksi katodik adalah cara yang effektif dalam mencegah stress corrosion cracking (retak karena korosi).

Sejarah

Penggunaan pertama CP adalah pada tahun 1852, ketika Sir Humphry Davy, salah seorang perwira AL Inggris, melekatkan sebongkah besi pada bagian luar badan kapal berlapis tembaga yang terendam air. Besi cenderung lebih mudah mengalami korosi yang menimbulkan karat dibandingkan dengan tembaga sehingga ketika dilekatkan pada badan kapal, laju korosi pada tembaga akan menjadi turun.

CP Galvanik

Pada saat ini, galvanik atau anoda tumbal dibuat dalam berbagai bentuk dengan menggunakan alloy (campuran logam) dari seng, magnesium dan alumunium. Potensial elektrokimia, kapasitas arus, dan laju konsumsi dari campuran logam ini lebih besar sebagai CP daripada besi

Anoda galvanik dirancang agar memiliki voltase aktif (sebenarnya secara teknik memiliki potensial elektrokimia lebih negatif) lebih tinggi daripada logam yang terdapat pada struktur baja. Untuk mendapatkan CP yang effektif, potensial dari permukaan baja dipolarisasi (didorong) agar menjadi lebih negatif hingga permukaannya memiliki potensial yang seragam. Pada tahap ini, daya dorong yang dapat menyebabkan reaksi korosi menjadi tertahan. Anoda galvanik kemudian akan terus terkorosi, memakan material anoda hingga suatu saat perlu diganti. Polarisasi disebabkan oleh laju arus dari anoda yang menuju ke katoda. Daya dorong bagi laju arus dari CP adalah perbedaan potensial elektrokimia antara anoda dan katoda.

Impressed Current CP

Untuk struktur (bangunan) yang lebih besar, anoda galvanik tidak dapat secara ekonomis mengalirkan arus yang cukup untuk melakukan perlindungan yang menyeluruh. Sistem Impressed Current Cathodic Protection (ICCP) menggunakan anoda yang dihubungkan dengan sumber arus searah (DC) yang dinamakan cathodic protection rectifier. Anoda untuk sistem ICCP dapat berbentuk batangan tubular atau pita panjang dari berbagai material khusus. Material ini dapat berupa high silikon cast iron(campuran besi dan silikon), grafit, campuran logam oksida, platina dan niobium serta material lainnya.

Tipe sistem ICCP yang umum untuk jalur pipa terdiri dari rectifier bertenaga arus bolak-balok (AC) dengan output arus DC maksimum antara 10 - 50 ampere dan 50 volt. Terminal positif dari output DC tersebut dihubungkan melalui kabel ke anoda-anoda yang ditanam di dalam tanah. Banyak aplikasi menanam anoda hingga kedalaman 60 m (200 kaki) dengan diameter lubang 25 cm (10 inchi) serta ditimbun dengan conductive coke (material yang dapat meningkatkan performa dan umur dari anoda). Sebuah kabel berkapasitas sesuai dengan arus yang timbul menghubungkan terminal negatif rectifier dengan jalur pipa. Output operasi yang dihasilkan dari rectifier diatur pada tingkat optimal oleh seorang ahli CP setelah sebelumnya melakukan berbagai pengujian termasuk diantaranya pengukuran potensial elektrokimia.

Pengujian

Potensial elektrokimia diukur dengan berdasarkan pada elektroda referensi. Elektroda tembaga-tembaga (II) sulfat digunakan untuk struktur (bangunan) yang kontak dengan tanah atau air tawar. Elektroda perak klorida digunakan untuk struktur yang kontak dengan air laut.

Baja Galvanis

Mobil-mobil modern menggunakan rangka dan panel galvanis berlapis seng. Baja yang tak terproteksi akan membentuk lapisan besi oksida, yang dapat menyerap udara dan air sehingga dapat menyebabkan korosi terus berlanjut di bawahnya. Akan tetapi, seng oksida yang dihasilkan di permukaan barang dengan lapisan seng tidak dapat ditembus. Selama lapisan seng dan seng oksida tidak terganggu (terkikis atau tergores), baja di bawahnya tidak akan berkarat.

Baja galvanis memiliki sifat yang dapat memperbaiki diri sendiri; goresan kecil dimana baja terekspose ke udara luar akan ditutup kembali oleh seng. Hal ini terjadi karena seng di sekitarnya akan terserap dan mengendap pada baja tersebut, mengganti apa yang sebelumnya hilang karena goresan.

Pranala luar

• NACE International (dahulu National Association of Corrosion Engineers) - Perkumpulan profesiaonal mengenai korosi
• US Army Corps of Engineers, "Engineering and Design - Cathodic Protection Systems for Civil Works Structures", Engineering manual 1110-2-2704, 12 July 2004