STEEL CONSTRUCTIONTODAY & TOMORROW(No. 39 Agustus 2013)
Publikasi Bersama Federasi Besi dan Baja Jepang dan
Masyarakat Konstruksi Baja Jepang
Versi Bahasa Indonesia
Versi Bahasa Inggris Steel Construction Today &Tomorrow diterbitkan tiga kali dalam setahun dan
disirkulasikan ke seluruh dunia kepada para eksekutif,
perusahaan perdagangan industri, dan organisasi
administratif yang berminat. Tujuan utama publikasi
ini adalah memperkenalkan standar dan spesifikasi
mengenai konstruksi baja, contoh-contoh proyek
konstruksi mutakhir, teknologi dan material konstruksi
mutakhir dan lainnya di bidang konstruksi bangunan
dan keteknik-sipilan.
Agar pembaca Indonesia dapat memahami artikel
yang ada, disiapkan versi Bahasa Indonesia yang berisi
teks saja, dan dilampirkan pada versi Bahasa Inggris.
Dalam versi Bahasa Indonesia, foto, gambar dan tabel
hanya ditampilkan judulnya saja. Oleh karenanya perlu
merujuk ke publikasi versi Bahasa Inggris untuk
melihat isinya. Juga, bila dibutuhkan konfirmasi teknis
ataupun rincian yang lebih teknis dari sebuah teks,
silakan merujuk ke publikasi versi Bahasa Inggris.

No. 39 Agustus 2013: Isi
Perawatan Fasilitas Pelabuhan
1
Manajemen Siklus Layan Struktur Baja
Pelabuhan
4
Pengaruh Kondisi Cacat dan Paparan terhadap
Degradasi akibat Korosi Tiang Pancang dan Pelat Bajadalam Lingkungan Laut
7
Evaluasi Daya dukung Sisa Struktur Baja Terkorosi
10
dan Prediksi Performa di Masa Depan
Teknologi Asesmen Performa Siklus Layan untuk
Struktur Baja Pelabuhan dengan Fokus Performa
Pasca-Perbaikan
13
Metode Metode Asesmen untuk Kekuatan Sisa Struktur
16
Baja Pelabuhan yang Rusak karena Korosi
Versi Indonesia: ©Federasi Besi dan Baja Jepang 2013Federasi Besi dan Baja Jepang
3-2-10 Nihonbashi-Kayabacho, Chuo-ku, Tokyo
103-0025, Jepang
Fax: 81-3-3667-0245 Telpon: 81-3-3669-4815
Alamat surat: sunpou@jisf.or.jp
URL http://www.jisf.or.jp

1

publik dipertanyakan akibat kecelakaan dan faktor lainyang merugikan terkait usia. Untuk menanggapi situasiini, kami menganggap penting untuk mengembangkan
pendekatan konseptual baru dalam perawatan:
contohnya, untuk bergeser dari perawatan di akhir yangtidak melaksanakan penanggulangan yang dibutuhkan
sampai diperlukannya pekerjaan perbaharuan yangdrastis, menjadi perawatan preventif yang menekankan
pentingnya memperpanjang usia layan dan
meminimalkan biaya siklus layan (lihat Gbr. 3).
Kami juga menganggap bahwa perawatan
menyeluruh perlu dilaksanakan oleh administor
pelabuhan dan bahwa mekanismenya harus dipelajari
untuk mencegah kecelakaan dan pemburukan akibat
habis masa pakai.

(Halaman 1~3)

Perawatan Fasilitas Pelabuhan
oleh Naoki Endo, Kantor Manajemen, Divisi
Perencanaan Teknik, Biro Pelabuhan,Kementrian
Pertanahan, Infrastruktur, Transport dan Pariwisata
Pengantar
Kebanyakan fasilitas pelabuhan Jepang dibangun
dan dikembangkan pada tahun 1970an dan 1980an
sehingga diperkirakan akan serentak memasuki akhirmasa layannya dimasa yang akan datang. Selayaknya
infrastruktur sosial lainnya, fasilitas pelabuhan
membutuhkan penanganan untuk efek penuaan.
Tetapi, Jepang menghadapi masalah lainnya:
keterbatasan fiskal yang dihadapi pemerintah pusat dan
lokal, populasi yang menurun, tingkat kelahiran yangmenurun dan masyarakat dengan usia lanjut. Dengan
kondisi ini, akan sulit untuk menerapkan
penanggulangan penuaan infrastruktur sosial nasional
secara konvensional. Untuk menghadapi ini,
Kementrian Pertanahan, Infrastruktur, Transport dan
Pariwisata (MPITP) telah mendirikan Komite Strategis
Perawatan Infrastruktur Sosial dan sejumlah komite
lainnya yang diberi mandat untuk mempelajaripenanggulangan kondisi infrastruktur yang usang.
Berikut ini diperkenalkan salah satu cara
penanggulangan yang merupakan program perawatan
preventif untuk fasilitas pelabuhan.

Gbr. 3 Gambar Perawatan Preventif dan Perawatan di
Akhir
Langkah Khusus yang Dikembangkan oleh Biro
Pelabuhan
Dalam rangka mengembangkan program perawatan
sebagai penanggulangan kerusakan akibat habisnya
masa layan, Biro Pelabuhan sudah mempersiapkan
hukum dan peraturan yang terkait dengan teknologi
dan pembiayaan untuk program perawatan dan
implementasi perawatan berdasarkan program tersebut.
Sekalipun program perawatan yang diusahakan
sesuai untuk perawatan fasilitas pelabuhan
masing-masing, masih diperlukan studi yang terkait
dengan pengurangan pengeluaran proyek untuk
fasilitas pelabuhan atau terkait dengan pemerataan
pengeluaran proyek tahunan. Dalam situasi demikian,Biro telah memperkenalkan sebuah "program
perawatan preventif" yang menyertakan studi
komprehensif degan basis semua pelabuhan

Dari Perawatan Akhir ke Perawatan Preventif
Dermaga publik berperan penting sebagai bagiandari fasilitas pelabuhan. Pada akhir bulan Maret 2013
sekitar 8% dermaga publik telah berfungsi selama 50
tahun atau lebih semenjak pembangunannya. Akan
tetapi, angka ini diperkirakan akan meningkat hingga
58% setelah 20 tahun lagi pada bulan Maret 2033 (Gbr.
1). Karena semakin banyak fasilitas ini yangmengalami kerusakan akibat proses penuaan (Gbr. 2),maka timbullah kekhawatiran tidak hanya akan
kerusakan fungsional tetapi akan kemungkinan
terjadinya kecelakaan.

Program Perawatan Preventif
Program perawatan prevenif menyasar berbagai
fasilitas di dalam sebuah pelabuhan, dan menentukan
penanggulangan penuaan fasilitas dan program ini juga
menawarkan sebuah perencanaan proyek lima-tahunan
berdasarkan langkah penanggulangan yang ditentukan.
Program ini pada dasarnya dikembangkan berbasis tiap
pelabuhan. Entitas utama yang dilibatkan dalampersiapan program ini adalah pemerintah pusat(orgnisasi pemerintah yang bertanggung jawab akan
administrasi langsung pelabuhan) dan administrator
pelabuhan. Program ini juga dibuat dengan beberapa

Gbr. 1 Konstruksi Dermaga Publik di Jepang
Gbr. 2 Contoh Dermaga yang Habis Masa Layannya
Penuaan yang sedang terjadi menimbulkan dua
masalah serius: biaya siklus layan yang meningkat(biaya perawatan dan perbaikan) dan daya layan bagi
2

program dan lagnkah-langkah perawatan berdasarkansistim baru yang sah; dan bekerja sama dengan
administrator pelabuhan dan entitas lainnya. Tujuan
kami adalah untuk mempertahankan layanan publik
berkualitas.

kesepakatan yang disetujui oleh kedua entitas.
Kebijakan dalam program ini dituangkan dalan"petunjuk aksi" untuk menentukan apakah perlu
diterapkan langkah-langkah tertentu melawan penuaan(lihat Table 1).
Tabel 1 Program Perawatan Preventif (Konsep)■

Penentuan-penentuan yang diambil dengan
menggunakan "petunjuk aksi" didasari pada overview
yang komprehensif yang mempertimbangkan kondisi
sosial sekeliling fasilitas target (kondisi aplikasi saat ini,
pengujian rencana konversi aplikasi atau tidak adanya
pengujian rencana konversi alternatif, asumsi
penggunaan darurat atau tidak adanya asumsi,
permintaan pengguna pelabuhan) dan kondisi fisik(tingkat penuaan, karakteristik struktural).
Dalam keputusan yang dicantumkan dalam“petunjuk aksi” dinyatakan perlu untuk memeriksa
tidak hanya fasilitas yang diimplementasikan secara
aktif sebagai penanggulangan penuaan tetapi juga
fasilitas yang harus dikonversi untuk tujuan lainnya
ataupun untuk menentukan langkah penanganan apa
yang tidak perlu dilanjutkan. Sebagai contoh,
perawatan pencegahan tidak dilakukan pada fasilitas
yang berdiri di lokasi yang direncanakan untuk
reklamasi atau untuk fasilitas yang akan dikonversi
untuk penggunaan lain karena tidak lagi berfungsi
sebagai fasilitas sandar. Dengan cara ini, perlu
memberikan perhatian yang sesuai dalam
merencanakan perawatan pencegahan sedemikan agar
dapat dikembangkan program yang rasional yangmempertimbangkan pengurangan biaya siklus layan
semua fasilitas pelabuhan. Di samping itu, perencanaan
ini harus dapat mempertahankan fasilitas pelabuhan
sebagai stok dan menjamin semua fungsi pelabuhan
serta memiliki isi strategis dan terrencana.

■ ■

■ ■

(Halaman 4~6)

Manajemen Siklus Layan Struktur Baja
Pelabuhanoleh Hiroshi Yokota, Profesor, Laboratorium Rekayasa
Seumur Hidup, Universitas Hokkaido
Pengantar
Struktur pelabuhan memiliki masa layan yangpanjang dan diharapkan memenuhi kebutuhan selama
masa layannya yang tidak diramalkan sebelumnya.
Baja dan beton sebagai material struktur utama
cenderung rusak akibat unsur kimia dan fisik dalam
lingkungan pantai yang keras dan akibatnya dapat
mengakibatkan penurunan performa stuktural danbahkan keruntuhan structural. Pada tahap disain awal,
disainer membuat bebarapa asumsi, seperti kondisi
terburuk dan marjin aman tertentu, sehingga strukturyang didisain akan memiliki performa strukturaldengan tingkat yang diharapkan. Akan tetapi,
pemburukan serius batang struktur dapat diakibatkan
disain dengan daya tahan yang tidak memadai dengan
menggunakan asumsi-asumsi yang optimistik dan/atau
kurangnya perawatan yang sesuai.
Dengan kenyataan ini, disain dan perawatan harus
terkoodinasi dengan baik. Manajemen siklus layan
merupakan sistim terrencana untuk mendukung
pengambilan keputusan dengan basis rekayasa untuk
menjamin performa struktural yang memadai dan masa
layan struktur yang panjang pada saat disain,
perawatan dan semua pekerjaan yang terkait denganmasa layan struktur.

Kesimpulan
Program perawatan preventif akan dimulai tahun
2013. Agar dapat menyiapkan program ini dengan baik,
kami bermaksud memeriksa ulang program yang ada
dengan mmepertimbangkan perubahan tren social dan
berbagai tugas dalam implementasi proyek perawatan
preventif. Kami dari Biro Pelabuhan berusaha keras
untuk menciptakan langkah-langkah penanggulanganyang efektif terhadap penuaan fasilitas pelabuhan.
Usaha ini meliputi: implementasi program perawatan
preventif yang ada yang mempertimbangkan kerja
dewan pemeriksa yang kemudian mempertimbangkan

Manajemen Siklus Layan
Masa layan struktur ditentukan oleh segala aktivitas
yang dituangkan ke dalam perencanaan, disain dasar
dan disain detil, dan eksekusinya termasuk pemilihan
material, produksi dan konstruksi, perawatan termasukasesmen dan intervensi, dan pe non-aktifan, seperti
dalam Gbr. 1. Manajemen siklus layan merupakan
3kecepatan degradasi performa struktural, seperti dalamGb. 3(b). Selama tahap perawatan, para insinyur
awalnya mengikuti skenario dengan asumsinya padatahap disain. Untuk melaksanakan perawatan yangstrategis, sebuah strategi perawatan haruslah
diformulasikan sebagai skenario LCM. Disain masa
layan atau disain durabilitas sudah dilaksanakan
berdasarkan berbagai asumsi pada disain awal. Olehkarenanya output disain harus diverifikasi dengan
kerja perawatan karena kecepatan memburuknya,
termasuk korosi, tidak akan mengikuti asumsi disain.
Hal ini terkait dengan update skenario LCM. Skenario
ini harus diupdate dengan menampilkan situasi aktual
dan perubahan kondisi struktur.

konsep terpadu untuk membantu pekerjaan mengatur
siklus layan struktur yang berkelanjutan. Keberlanjutan(sustainability) merupakan salah satu kata kunci untuk
struktur pelabuhan dan infrastuktur sipil lainnya.
Dalam manajemen masa layan, sperti pada Gbr. 2,
pekerjaan yang paling utama adalah memformulasikan
dan meng-update skenario manajemen siklus layan(LCM scenario). Skenario ini harus diformulasikan
dengan mempertimbangkan hal-hal sebagai berikut:
 Karakteristik Lingkungan; Asumsi dalam disain;
 Hasil verifikasi;
 Spesifikasi;
 Estimasi biaya awal;
 Skenario perawatan dan metodologi manajemen
siklus layan
 Persyaratan performa; Estimasi masa layan
 Biaya siklus layan;
 Biaya lingkungan; dan Keusangan; penghancuran dan penggunaan kembali.

Gbr. 3 Skenario LCM
Skenario LCM
Disini akan disampaikan satu contoh formulasi
skenario LCM. Sebuah dermaga tepi tiang terbuka
seperti pada Gbr. 4 dijadikan studi kasus. Struktur
bawah dermaga terbuat dari tiang pancang baja, dengan
diameter dan ketebalan masing-masing 1500 mm dan
19 mm dari bagian di atas DL-18 m dan 1500 mm dan
15 mm dibawahnya. Berdasarkan tingkat korosi baja,
digunakan profile tingkat korosi pada Gbr. 5 yang telah
diukur pada dermaga terdekat selama 26 tahun.
Kecepatann korosi biasanya berbeda mengikuti lokasi.
Oleh karenanya, untuk membuat pendekatanprobabilistik maka nilai-nilai maksimum, rata-rata, dannilai minimum harus diperhitungkan
Untuk menangani resiko korosi, dirumuskan empat
skenario LCM:
 S1: Tidak ada pencegahan korosi
 S2: Pelapisan (DL+2.51.0 m)
 S3: S2+S4
 S4: Proteksi Katodik (DL1.012 m)
Masa disain pelapisan dan proteksi katodik
ditentukan 50 tahun. Kenyataannya, banyak skenario
dapat dipertimbangkan tergantung masa disain sistim
proteksi korosi. Efisiensi proteksi korosi proteksi
katodik ditentukan 90%.
Performa struktur diverifikasi dengan menggunakan
analisa push-over dan analisis respon dinamik untuk
level-1 dan level-2 ground motion. Probabilita
keruntuhan dermaga ditingkatkan karena adanya korosi
tiang pancang baja. Gbr. 6 menunjukkan probabilitas
kerusakan menurut waktu terhadap (a) gerakan bumi
level-1 dan (b) gerakan bumi level-2. Nilai probabilitas
yang diijinkan masing-masing ditetapkan 0,0038 dan

Gbr. 1` Siklus Layan Struktur
Gbr. 2 Sistem Manajemen Siklus Layan
Selama tahap awal disain, disain masa layan akan
diaplikasikan untuk memperkirakan ketahanan dan
degradasi performa. Sebagaimana digambarkan secara
sistematis dalam Gbr. 3(a) dengan berbagai alternatifyang muncul, konsep fundamental bagaimana
seharusnya performa struktur haruslah dengan
pertimbangan persyaratan, masa layan disain,
karakteristik struktural, preperti material, kesulitan
dalam asesmen dan inrtervensi, kepentingan sosial dan
ekonomis, dll. Untuk struktur baja pelabuhan, korosi
baja merupakan penyebab utama degadrasi performayang harus dipertimbangkan pada disain awal. Olehkarenanya korosi baja dan memburuknya sistim
proteksinya harus sepenuhnya dipertimbangkan.
Umumnya, kita tidak perlu khawatir akan fatik padabaja untuk struktur pelabuhan.
Perawatan merupakan strategi penting untuk
menanggulangi degradasi dan dilakukan untuk menilai
kondisi struktur dan untuk mengkuantifikasi tingkat
performa struktur.
Di samping itu, metode intervens yang paling sesuai
dipilih untuk meminimalkan biaya siklus layan ataupun
memaksimalkan pengembalian performa strukturaldengan anggaran ketat dengan cara memprediksi
4

apakah kedepannya diperlukan investigasi detil. Untuk
penilaian yang tepat, inspeksi harus dilakukan denganinterval regular. Apabila pemburukan terkait dengan
performa struktural, maka performa struktural dapat
langsung dinilai. Inspeksi visual dapat menunjukkan
perubahan tampilan elemen struktur, namun performa
struktural harus dievaluasi setepat mungkin. Apabila
hubungan antara performa struktural (kapasitas
struktural) dan nilai pemburukan dapat ditemukan
dengan eror yang masih dapat diterima, makaintervensi dapat direncanakan dengan menggunakan
tingkat/nilai pemburukan.
Bila inspeksi visual tidak cukup untuk memberikan
data yang tepat untuk asesmen, direkomendasikan
untuk melakukan inspeksi detil. Inspeksi atau
investigasi detil meliputi kuantifikasi tingkat
pemburukan dengan teknik non-destruktif ataupun
destruktif, dll. Asesment langsung dapat dilakukan
apabila tersedia data yang cukup untuk dilakukannya
analisa numerik. Seperti disebut sebelumnya,
pemburukan dapat berbentuk berbagai macam;sehingga perlu mengkuantifikasi variasi yang ada.

0,01 untuk level-1 dan level-2. Oleh karenanya,sebelum mencapai nilai tersebut, dibutuhkan perkuatan
untuk mengembalikan performanya. Dengan scenarioitu, S1 membutuhkan perkuatan 3 kali (tahun ke 16 dan
ke 30 untuk level-1 dan tahun ke 44 untuk level-2)
selama masa layan disain 50 tahun. S2 membutuhkan
perkuatan 2 kali pada tahun ke 36 untuk level-1 dan
pada tahun ke 45 untuk level-2. S4 tidak membutuhkan
perkuatan tetapi membutuhkan 2 kali hanya untuk
gerakan bumi level-1 pada tahun ke 16 dan ke 33.
Untuk perhitungan ini, pengelasan pelat baja diadopsi
untuk perkuatan. Dengan teknik perkuatan, daya
dukung dapat sepenuhnya kembali, tetapi daktilitas
dapat berkurang hingga sekitar 40% nilai awal akibat
pengelasan basah bawah air.
Disainer harus memilih skenario terbaik diantara
berbagai alternatif. Dalam pemilihannya, indikatoryang paling tepat harus ditentukan untuk penilaianobjektif. Biaya siklus layan adalah salah satu indikatoryang akan dibicarakan selanjutnya.
Gbr. 4 Dermaga Tiang Terbuka untuk Studi Kasus
Gbr.5 Variasi Tingkat Korosi
Gbr. 6 Peningkatan Probabilitas Kerusakan akibat
Korosi Tiang Pancang Baja

Update Skenario
Beberapa aturan teoritis, model simulasi, formulaverifikasi, dll, digunakan untuk memprediksi kecepatan
pemburukan. Akan tetapi, tren yang diamati selama
perawatan, seperti contohnya tingkat korosi, dapat
digunakan untuk menduga kecepatan pemburukan
dimasa depan. Berdasarkan data dan hasil asesmen,
aturan dan proses pemburukan dan/atau degradasi
performa harus dimodifikasi dan skenario yangdigunakan harus diupdate.

Asesmen dan Evaluasi
Karena degaradasi performa struktur baja pelabuhan
terutama diakibatkan korosi baja, kecepatan korosi
harus dimonitor selam masa layan. Kecepatan korosi
berbeda-beda mengikuti lokasi karena
ketidak-homogenan karakteristik material dan
keberagaman kondisi lingkungan. Skenario LCM harus
diupdate dengan menggunakan data korosi riil.
Deteksi pemburukan terkait usia sangat penting
untuk memahami kondisi struktur. Kerusakan pelapisan
dan sistim proteksi korosi lainnya pada awalanya
terlihat sebagai kerusakan pada permukaan. Tingkat
inspeksi dan investigasi mempengaruhi metoda
asesmen performa struktur. Asesmen dapat dilakukan
dengan konsep –menurut kondisi dan konsep-menurut
performa. Konsep dengan dasar performa harus
diaplikasikan untuk asesmen performa, dan biasanya
membutuhkan biaya, teknik mutakhir, dll. Olehkarenanya, asesmen berdasarkan kondisi kurang dapat
diterima karena kelayakannya. Sistim penilaian sudahsering digunakan, dimana kondisi pemburukan
dievaluasi dan dinilai sesuai dengan tingkat kerusakan.
Inspeksi visual sudah sering diaplikasikan untuk
menilai kondisi struktur dan membuat pertimbangan

Biaya Masa Layan
Apabila keruntuhan komponen struktur dapat
menimbulkan bencana, maka semua keruntuhan yangmungkin harus dikategorikan berdasarkan
konsekuensinya. Untuk mengurangi resiko keruntuhanyang terjadi selama masa layan dengan konsekuensi
kritis, maka masa layan komponen struktur tertentu
haruslah dibuat lebih panjang sehingga terpenuhi
persyaratan yang dituntut dalam inspeksi dan
perawatan. Untuk menentukan skenario LCM termasuk
penentuan waktu dan metode intervensi yang tepat,
indikator yang terbaik adalah perkiraan biaya siklus
layan. Biaya siklus layan dihitung berdasarkan
berbagai asumsi, namun menghasilkan informasi yang
dibutuhkan untuk pengambilan keputusan mengenai
arah perawatan di masa depan. Dalam perhitungannya
5biaya yang ditotal adalah biaya awal, biaya perawatan
termasuk biaya inspeksi dan biaya intervensi yangdirencanakan.
Dengan melakukan estimasi biaya siklus layan,
dapat dilakukan berbagai asesmen biaya selama
periode tertentu. Dengan melakukan perbandingan
biaya beberapa skenario alternatif LCM dapat dipilih
strategi yang paling ekonomis.
Perhitungan biaya siklus layan ke empat skenario
LCM digambarkan dalam Gbr. 7. Karena perkuatan
membutuhkan biaya, tepat sebelum tercapai nilai
maksimum probabilitas kegagalan, biaya terkait
diperbesar. Gambar menunjukkan bahwa strategi
perawatan preventif adalah yang paling sedikit biaya,
sekitar sepertiga biaya skenario yang paling mahal.
Selama 50 tahun, skenario yang paling ekonomis
adalah S3 diikuti oleh skenario S4. S2 dan S1. Hal ini
berarti bahwa efisiensi pencegahan korosi (langkah
preventif) harus menjadi skenario terbaik dalam hal
biaya. Akan tetapi, apabila masa layan diperkirakan
kurang dari 50 tahun, maka solusi terbaik dapat
berbeda tergantung dari masa layan.

oleh Nobuaki Otsuki, Profesor, dan Takahiro Nishida,
Assistant Professor, Institut Teknologi Tokyo Tokyo
Korosi Struktur Baja Lepas Pantai di Lingkungan
Laut
Karena struktur baja lepas pantai terpapar
lingkungan korosi berat, penting untuk mengerti
bagaimana kecepatan kerusakan struktural terjadi
akibat korosi pada baja yang dicat dan untuk mencari
metoda untuk meramalkan penurunan performa
struktural. Sementara itu, untuk menilai kecepatan
kerusakan jangka-panjang dalam waktu yang relatif
singkat, diusulkan untuk melakukan uji akselerasi.
Akan tetapi, pengaruh paparan dan kondisi
akselerasi terhadap cepatnya penurunan kualitas
belumlah jelas. Demikian juga belum jelas mengenai"perbesaran akselerasi," yaitu. korelasi antara periode
uji akselerasi dengan periode paparan dalam
lingkungan korosif aktual. Banyak contoh dalamberbagai riset yang ada yang mencatat korosi seragam(korosi sel mikro) yang terjadi pada bahan baja, tetapi
hanya sedikit riset yang memeriksa kecepatan
kerusakan korosi setempat (korosi sel makro)
Kami sudah memeriksa isu-isu tersebut dengan
perspektif degradasi lapisan, dan hasilnya dipaparkan
di bawah ini.

Gbr. 7 Perhitungan Biaya Siklus Layan
Penutup
Sistim manajemen masa layan termasuk evaluasi
performa struktural dan prediksi kecepatan kerusakan
akan menjadi alat terbaik untuk membangun dan
merawat struktur. Penulis juga berharap agar dilakukan
perawatan efektif dan rasional sehingga dapat dicapai
pengurangan biaya masa layan dan performa yangmaksimal.Hal ini akan menentukan keberlangsungan
struktur pelabuhan. Untuk pengembangan sistim
selanjutnya, dibutuhkan riset mengenai verifikasi
akurat atas performa struktural dari bangunan yang ada
termasuk metodologi inspeksi dan investigasi dan
prediksi yang tepat akan kecepatan perusakan dan
degradasi performa.
■

■

■

■

Korosi Produk Baja dalam Lingkungan Laut
Banyak contoh studi mengenai korosi pada produkbaja tanpa cat di lingkungan laut. Sebagai contoh, hasil
studi pada Gbr. 1 (a) menunjukkan bahwa tingkat
korosi meningkat di daerah HWL atas (zona percik)
dan di zona di bawah LWL. Dalam hal ini, korosi
produk baja tanpa cat di lingkungan laut bertambah
akibat korosi sel makro, yang biasanya terjadi dalam(1) daerah anodik dimana tingkat korosi meningkat dan(2) daerah katodik dimana tingkat korosi menurun.
Untuk mencegah terjadinya korosi, umumnya
diterapkan langkah-langkah proteksi korosi seperti
pelapisan cat pada struktur baja lepas pantai.
Beberapa mekanisme proteksi korosi yang biasa
yang terjadi pada pelapisan cat adalah: menghilangkan
bahan korosif seperti Cl, O2 dan H2O dan menekan
pembentukan lokasi reaksi korosi. Secara konvensional,
diduga bahwa apabila diberikan pelapisan yang baik,
maka lapisan akan sulit rusak, dan ketika terjadi cacat
akibat benturan struktur baja lepas pantai dengan kapal
atau struktur lain, korosi (terutama korosi sel mikro)
akan terjadi di daerah cacat. Akan tetapi, dipastikan
melalui uji paparan yang dilakukan di lingkungan■(Halaman 7~9)Pengaruh Cacat dan Kondisi Paparan
terhadap Degradasi Pelapisan Tiang
Pancang dan Pelat Baja dalam
Lingkungan Laut6paparan densitas arus sel makro pada bagian cacat terus
meningkat. Selanjutnya, ketika pH di dalam lepuhan
diukur, terlihat bahwa timbul lingkungan alkalin tinggi
dengan pH 10~13, yang berarti ada kemungkinan OH
dihasilkan dan terakumulasi di bawah bagian yangdicat akibat reaksi katodik. Dengan hasil ini, diyakini
bahwa lepuhan, robekan dan bentuk lain degradasi
lapisan sangat dipengaruhi oleh reaksi katodik korosi
sel makro.
Pemeriksaan perilaku ini menunjukkan bahwa
memburuknya produk baja lapis cat bertambah seperti
dalam Tabel 1. Khususnya, karena periode dimana
terjadi pelepuhan sangat terkait dengan ekspansi daerahkorosi, maka sangat penting untuk memastikan kapan
peridode terjadinya pelepuhan. Kemudian, kami
mencoba menghitung akselerasi perbesaran dari uji
akselerasi menjadi lingkungan paparan aktual dengan
membandingkan hasil uji akselerasi dengan hasil uji
paparan aktual

sebenarnya (Teluk Suruga, paparan 20-tahun).
ditunjukkan pada Gbr. 1(b), bahwa pengelupasan,robek dan jenis degradasi lainnya dapat terjadi dalam
lingkungan sebenarnya dan bahwa area korosi juga
meluas.
Kami menilai bahwa penyebab gejala korosi
tersebut adalah korosi sel makro, dan kami melakukan
studi dengan menggunakan spesimen uji khusus yangmemungkinkan pengukuran arus korosi sel makro
dengan menggunakan produk baja terbagi, seperti yangdigambarkan dalam bab berikut.
Gbr. 1 Distribusi Korosi pada Pelat Baja dalam
Lingkungan Laut
Pengaruh Korosi Produk Baja pada Degradasi
Pelapisan dan Mekanisme Pertambahannya
Gbr. 2 menunjukkan gambar konsep korosi sel
mikro dan sel makro.
Seperti terlihat pada gambar, dalam korosi se mikro,
baik reaksi anodik maupun katodik terjadi secara
seragam: reaksi anodik dimana terjadi pelarutan besi
dan reaksi katodik dimana oksigen and air membentuk
ion hidroksida. Untuk menilai korosi sel mikro dalamkasus demikian, metode yang umum digunakan
tergantung pada polarization resistance yang diperoleh
dengan menggunakan impedansi AC dan metodelainnya. Dalam hal ini, metode yang biasa digunakan
adalah yang diusulkan oleh M.Stern dan A.L Geary
untuk mengkonversi dari polarization resistancemenjadi densitas arus sel mikro
Dalam korosi sel makro, reaksi anodik yang terjadi
secara setempat menyebabkan korosi. Untuk menilaikorosi sel makro tersebut perlu diukur arus yangmengalir dari katoda ke anoda. Akan tetapi, sulit untuk
secara langsung mengukur arus yang mengalir padaproduk baja. Untuk mengatasinya, kami menyiapkan
spesimen uji terpisah seperti pada Gbr. 3, dan
mengusulkan suatu metoda untuk menilai arus yangmengalir dari kaotda ke anoda, yang digunakan untuk
menilai korosi sel makro.
Gbr. 4 menunjukkan perubahan pada densitas arus
sel makro terhadap waktu spesimen (a) dan padadensitas arus sel mikro spesimen (b), dimana keduanya
dicat dengan pelapis jenis asam phtalis (ketebalan: 150m) dan pada keduanya terdapat cacat. Jelas darigambar itu bahwa densitas arus sel makro pada bagiancacat terjadi pada paparan tahap awal, densitas arus
negatif (densitas arus katoda) pada bagian yang dilapisi
terus bertambah; dan dengan bertambahnya periode

Gbr. 2. Garis Besar Korosi Sel Mikro dan Sel Makro
Gbr. 3 Garis Besar Spesimen Pelat Baja TerpisahGbr. 4 Perubahan terhadap Waktu Korosi Sel Makro
dan Sel Mikro Spesimen Baja Lapis Cat dengan Cacat
Tabel 1 Perkembangan Korosi sekitar Cacat Baja Lapis
Cat
Verifikasi Validitas Konversi Hasil Uji Akselerasi ke
Periode Paparan Aktual
Tabel 2 meringkas periode hingga terjadinya
pelepuhan dalam uji akselerasi yang dilakukan padaproduk baja lapis cat dengan cacat (500C, padabenaman dengan garam) dan pada elemen yangterpapar lingkungan aktual. Seperti ditunjukkan dalamtabel, nila yang diramalkan dengan hasil uji akselerasi
konsisten dengan nilai yang diperoleh dari hasil uji
paparan aktual. Oleh karenanya, pendekatan yang kami
usulkan di atas dapat dikatakan valid untuk
mengkonversi dari hasil uji akselerasi ke hasil uji
paparan aktual.
Tabel 2 Perbesaran Tiap Faktor dan Faktor Total dan
Perbandingan antara Nilai Durasi Perkiraan dengan
Nilai Aktual Periode Inkubasi Baja Lapis Cat dengan
Cacat
Promosi Riset tentang Proteksi Korosi Struktur
Baja Lepas-Pantai
Dalam teks ini kami telah menyampaikan hasil
pemeriksaan terkini korosi produk baja dalam7

lingkungan laut, khususnya pengaruh cacat produk baja
dan kondisi paparan terhadap degradasi lapisan. Tetapi,
karena banyak faktor lainnya dalam masalah korosi
yang belum jelas, promosi riset tentang korosi struktur
baja yang terpapar pada lingkungan aktual merupakan
isu yang mendesak bagi para insinyur. Kami akan
senang bila hasil studi kami dan proposal yang kami
sampaikan ternyata berguna dalam mengarahkan sistim
perawatan di masa depan dan perpanjangan masa layan
infrstruktur sosial.

ketebalan ultrasonik. Akan tetapi, alat ukur ini sulit
digunakan untuk pengukuran multi-titik.
Dalam hal evaluasi ketebalan rata-rata pada sebuah
potongan pipa baja, dimana pengukuran
masing-masing dilakukan untuk sejumlah 20 titik (4lokasi x 5 titik; lihat Gbr. 1) per seksi dan dimana
ketebalan rata-rata tr diperoleh dengan menggunakan tr= tavg  S, evaluasi yang paling aman selalu dapat
dilakukan. Dalam hal ini, tavg dan S adalah nilairata-rata dan deviasi standar pada masing-masing ke 20
titik tebal dinding.

■

Foto 1 Koordinat permukaan diperoleh menggunakan
instrumen laser tiga-dimensi
Gbr. 1 Titik Pengukuran Tebal Dinding pada Potongan
Tiang Pancang Baja Pipa

■

■

■

■

(Halaman 10~12)

Evaluasi Daya dukung Sisa Struktur
Baja Korosi dan Prediksi Performa
Masa Depan

Evaluasi Daya dukung Sisa
Dapat dikatakan bahwa metode elemen hingga
merupakan alat yang paling efektif dan dapat
diandalkan untuk mengevaluasi kuat sisa struktur atau
elemen baja terkorosi. Gbr. 2 dan 3 membandingkan
hasil analitis dengan hasil percobaan mengenai kuat
tekan aksial sisa dari 6 tiang pancang baja pipa yangterpapar kondisi laut selama 19 tahun. Hasil analisis
diperoleh dengan menggunakan analisis elemen hingga
deformasi besar elasto-plastis. Dalam analisa ini,
digunakan data yang diperoleh dengan mengukur tiap
interval 1-mm sebagai koordinat permukaan korosi.
Dapat dilihat dari gambar bahwa baik kuat sisa maupun
mode keruntuhan dapat dievaluasi secara presisi dalamkasus dimana analisanya dibuat dengan menggunakan
pengukuran permukaan terkorosi.

oleh Katashi Fujii, Profesor, Departemen Teknik Sipil
dan Lingkungan, Sekolah Tinggi Teknik,Universitas
Hiroshima
Karena struktur pantai dan lepas pantai terpapar
pada lingkungan korosif yang berat, penurunan mutu
akibat berkurangnya ketebalan karena proses korosi
menimbulkan masalah keamanan struktur. Berikut ini
dibahas bagaimana mempertahankan keamanan
struktur baja terkorosi dalam lingkungan laut melaluiriset kami tentang evaluasi daya dukung tiang baja pipa
dan prediksi perfomanya di masa depan.

Gbr. 2 Perbandingan Kuat Tekan Aksial Tiang Pancang
Pipa Terkorosi antara Hasil Analisa Elemen Hingga
dan Hasil Eksperimental
Gbr. 3 Kondisi Kolaps Tekuk Tiang Pancang Pipa Baja
Terkorosi (Zona Percik)

Investigasi Kondisi Korosi
Untuk mengevaluasi dengan tepat atau memprediksisisa daya dukung sebuah struktur, perlu diketahui
kondisi korosi saat ini seperti tebal dinding dan
koordinat tiga-dimensinya pada permukaan tidak rata
akibat korosi. Dalam menilai kuat sisa sebuah elemen,nilai statistik ketebalan pelat terkorosi seperti ketebalanrata-rata dan deviasi standar, digunakan sebagai indeks
representatif, dan karena pengukuran kondisi korosi
semakin rinci dan tepat, nilai-nilai statistik yangdiperoleh menjadi lebih akurat. Sebagai contoh,
sekalipun koordinat permukaan dinding yang tidak rata
dapat diukur hingga rinci dengan presisi tinggi dengan
menggunakan pengukuran laser tiga-dimensi (Foto 1),
praktek yang sering digunakan untuk mengukur
ketebalan dinding adalah dengan mengadopsi alat ukur

Selanjutnya, kuat tekan aksial sisa dapat dievaluasi
dengan menggunakan kurva kuat tekuk dalam kondisi
tanpa korosi. Dalam hal ini, kuat sisa dapat diperoleh
dengan mensubstitusi indeks statistik (ketebalan
representatif) ke kurva kekuatan tekuk dalam hal
terdapat korosi, dimana ketebalan representative
dinyatakan dengan ketebalan rata-rata dan deviasi
standar yang diperoleh dari ketebalan yang diukur. Gbr.
5 menunjukkan kuat tekan aksial sisa dari tiang
pancang pipa terkorosi, yang diperoleh dengan metode8

masa depan. Sementara itu dalam hal dilakukan
pengecatan ulang, nilai fungsi proteksi korosi perlu
diperbaharui.
Foto 3 menunjukkan kondisi permukaan dimana
telah lewat bertahun-tahun semenjak dilakukan
pelapisan tahap awal dan logam dasarnya terpapar, dan
Foto 4 menunjukkan garis kontur yangmenggambarkan tebal dinding sisa dengan simulasi.
Gbr. 6 menunjukkan hasil analisis kuat tekan aksial
pada tiang pancang baja pipa dengan menggunakan
hasil prediksi permukaan korosi. Sebagaimana
digambarkan pada Gbr. 9, kini dimungkinkan untuk
mendapatkan prediksi daya dukung sisa struktur baja
dengan hasil yang meyakinkan dengan mengadopsi
pendekatan yang digambarkan di atas.
Pada tahap disain awal, keandalan prediksi ini
mungkin rendah karena prediksi kecepatan korosi
hanya didasarkan pada asumsi parameternya. Akan
tetapi, dalam hal parameter model direvisi mengikuti
kondisi korosi aktual yang diukur pada tiap tahap
inspeksi berkala, kekuatan struktur dapat diprediksidengan lebih akurat dan andal. Kami menganggap
bahwa, dalam hal rencana perawatan dibuat
berdasarkan pendekatan prediktif yang digambarkan diatas, pada akhirnya akan dimungkinkan untuk
mengurangi biaya siklus layan struktur baja hingga
minimum.

diatas, dimana ketebalan representatif yang akan
dievaluasi ditetapkan (nilai rata-rata -- 0,8 x deviasi
standar tebal dinding yang diukur) dan disubstitusikan
ke parameter rasio lebar/tebal Rt, kemudian tegangan
tekan aksial u dapat diperoleh dari kurva kuat tekuk
non-korosi.
Akan tetapi, harus diperhatikan: Analisis elemenhingga memungkinkan evaluasi kekuatan sisa dengan
memperhitungkan moda tekuk dalam tiap keruntuhan,tetapi ketika menggunakan persamaan evaluasi
sederhana, kekuatan tekuk hanya untuk mode tekuk
tertentu yang dapat dievaluasi. Yaitu, dalam Gbr. 4,
hanya kekuatan tekuk setempat dari tiang pancang baja
pipa saja yang diberikan, dan kuat tekuk keseluruhan
tidak dapat dievaluasi.
Gbr. 4 Prediksi Sederhana Kuat Tekan Aksial dengan
Menggunakan Kurva Tekuk tanpa Korosi
Prediksi Daya dukung Sisa
Untuk biaya siklus layan minimum untuk strukturbaja, perlu diprediksi perubahan sekular (penuaan)dalam daya dukung sisa dan dirancang perencanaan
perawatan masa depan. Bila model sederhana dapat
digunakan untuk menyatakan perubahan sekular padaketidak-rataan bentuk permukaan pelat baja yangdiakibatkan oleh penurunan fungsi proteksi korosi dankorosi lanjutannya, maka penurunaan kekuatan di masa
depan dapatlah diprediksi
Dalam model pembentukan permukaan korosi (Gbr.
5), permukaan pelat baja dibagi menjadi sebuah grid,dan permukaan terkorosi dinyatakan dengan tebalkorosi pada tiap persilangan di grid. Dalam model ini,diasumsikan empat faktor: 1) dua macam faktor, faktor
pemburukan (deterioration factor) dan faktor korosi
yag mempunyai kekuatan tertentu dan wilayah yangterkena, yang ada di permukaan; 2) fator pemburukan
menurunkan fungsi proteksi korosi; 3) ketika fungsi
proteksi korosi menjadi lebih rendah dari ambang
prevensi korosi, korosi mulai terjadi pada permukaanbaja; dan 4) akibatnya, permukaan dihabisi oleh faktor
korosi, seperti apda Gbr. 6. Parameter untuk faktor
pemburukan dan faktor korosi (kekuatan, radius
pengaruh, jumlah kerusakan tahunan) dapat ditentukan
dari pengukuran kondisi korosi aktual. Dengan
menggunakan model ini sekarang dimungkinkan untuk
memprediksi permukaan korosi, dan ketika kekuatan
struktur dapat dievaluasi dengan cara analisis elemenhingga dengan pertimbangan bentuk permukaan korosi
yang diprediksi, dapat diprediksi daya dukung sisa di

Gbr. 5 Pemodelan Bentuk Tebal Korosi
Foto 2 Contoh analisis kondisi pemburukan lapisan(Area gelap: Logam dasar terpapar)
Foto 3 Periode pelapisan ulang dan hasil simulasi
untuk tebal dinding residual setelah 100 tahun (zonabenam)
Gbr. 6 Prediksi Hasil untuk Pengurangan Kekuatanyang Dipengaruhi Periode Pelapisan Ulang (Zonabenam)
Ucapan Terima Kasih
Riset ini dilakukan dengan subsidi riset dari Federasi
Besi dan Baja Jepang dan sebagai link dalam kegiatan
Komite Kerja untuk Evaluasi Proteksi Korosi dan
Durabilitas Struktur Baja dan Struktur Komposit dalam
Lingkungan Lepas Pantai (diketuai oleh E. Watanabe),
Komite Struktur Baja Masyarakat Insinyur Sipil Jepang.
Kami mengucapkan terima kasih kepada anggota
komite dan organisasi-organisasi terkait untuk
dukungan dan kerja-samanya yang baik.

9

■

■ ■

di udara terbuka, dan diperoleh bahwa efek tersebut
lebih terlihat signifikan pada baja turap dibandingkan
pada baja tiang pancang.

■ ■(Halaman 13~15)

Gbr. 1 Tiang Pancang Pipa Baja yang Diperbaiki
Gbr. 2 Perubahan Relatif pada Kekuatan dan Daktilitas
dari Las Udara Terbuka ke Las Bawah Air

Teknologi Asesmen Performa Siklus
Layan untuk Struktur Pelabuhan
dengan Fokus pada Performa
Pasca-Perbaikan

Selanjutnya, dilakukan uji dimana perbaikan las
pelat baja dengan metode disain yang ada diaplikasikan
pada pipa baja yang tebal dindingnya dikurangi dan
kemudian performa struktural pipa pasca-perbaikan
diperiksa dengan memberikan pembebanan tekan ataubeben tekuk. Uji ini jelas menunjukkan bahwa,
sekalipun kekakuan dan daya dukung dari pipa yangdiperbaiki terhadap tekan atau beban tekuk dapat
dikembalikan hingga tingkat yang sama seperti
sebelum terjadi kerusakan korosi, daktilitas terkait
menurun dibandingkan dengan tingkat sebelum korosi.
Gbr. 3 menunjukkan kurva beban-penurunan yangdiperoleh dari uji pembebanan tekuk.
Seperti dibahas di atas, kekuatan statis pipa baja
setelah perbaikan dapat dikembalikan hingga tingkat
sebelum korosi, tetapi pipa baja yang yang diperbaiki
ini akan mendapat beban siklik selama gempa bumi,
sehingga timbul pertanyaan penting terkait apakah pipa
baja yang diperbaiki akan memiliki kapasitas
penyerapan energi yang dibutuhkan.
Gbr. 4 menunjukkan kurva Beban-Penurunan empat
jenis pipa yang dibebani tekuk dalam analisis elemenhingga non-linier: (a) pipa utuh (diameter luar 216,3
mm, tebal dinding 12,7 mm); (b) pipa baja dengan
tebal dinding yang dikurangi merata 6 mm sepanjang
150 mm; (c) pipa baja dengan tebal dinding yangdikurangi merata 6 mm dan kemudian dilasmenggunakan pelat tambalan 6 mm; dan (d) pipa baja
dengan tebal dinding yang dikurangi merata 6 mm dandiperbaiki dengan pelat las tambalan 9 mm.
Dari gambar dapat dilihat bahwa, untuk
mengembalikan kapasitas serapan-energi pada pipa
baja terkorosi menjadi kapasitas pipa utuh, perlu
menggunakan tambalan pelat baja dengan tebal lebih
dari pengurangan tebal dinding yang diakibatkankorosi.

oleh Yoshito Itoh, Profesor, Yasuo Kitane, Associate
Professor, dan Mikihito Hirohata, Assistant Professor,
Teknik Sipil, Sekolah Tinggi Teknik, Unversitas Nagoya
Perpanjangan Masa Layan Struktur Pelabuhan
yang Menua
Untuk memperpanjang masa layan struktur
pelabuhan yang menua dengan cara rasionalisasi
perawatan, penting untuk mengukur dengan pasti
performa sebelum dan sesudah perbaikan agar
diketahui performa siklus layan selama masa layan
rencana, dan untuk menentukan inspeksi dan
perawatan yang dibutuhkan. Kami telah mempelajari
daya dukung pasca-perbaikan dan durabilitas tiang
pancang yang diperbaiki dengan pengelasan pelat baja
dengan target pancang baja pipa dengan performa
menurun akibat korosi. Di bawah ini disampaikan garis
besar dari studi kami.
Daya dukung Tiang Pancang Pipa Baja setelah
Perbaikan dengan Las Pelat Baja
Gbr. 1 menunjukkan metode perbaikan dengan
pengelasan pelat baja--metode yang biasa digunakan
untuk perbaikan dan perkuatan pipa dan turap baja
terkorosi. Dalam metode ini, bagian yang rusak akibat
korosi ditutup dengan tambalan pelat baja, yangkemudian dilas ke potongan baja eksisting dengan fillet
welding Bila bagian terkorosi berada di air laut
digunakan pengelasan basah bawah air. Lingkungan
pengelasan, kering atau basah, dapat mempengaruhi
properti karakteristik las. Banyak dilaporkan bahwa
cacat las dapat terjadi selama pengelasan bawah air dan
bahwa bila dibandingkan dengan pengelasan di udara
terbuka, pengerasan las bawah air meningkat
sementara daktilitas las menurun. Hasil serupa
diperoleh dari uji kekuatan fillet welding yangmenggunakan pipa baja dan turap baja sebagai logam
dasar. Seperti ditunjukkan pada Gbr. 2, sambugan fillet
welding bawah air memiliki kekuatan statis lebih besar
tetapi daktilitas lebih rendah dibandingkan dengan las

Gbr. 2 Hubungan Beban-Penurunan Pipa Baja padaPembebanan Tekuk
Gbr. 4 Kurva Beban-Penurunan Pipa Baja padaPembebanan Tekuk Siklik
10

Bawah Air
Gbr. 6 Perubahan Profil Permukaan Las akibat Korosi

Pemeriksaan Karakteristik Las dengan Uji
Gelembung Air Laut
Untuk menunjukan performa siklus layan, penting
untuk mengetahui ketahanan korosi pasca-perbaikan.
Dalam praktek saat ini, pelapisan proteksi korosi
diaplikasikan pada tiang pancang pipa baja yang sudah
diperbaiki dengan cara pengelasan dengan tambalan
pelat baja. Foto 1 menunjukkan contoh tiang pancang
pipa baja dimana diberikan pelapisan petrolatum dan
diberikan penutup FRP. Proteksi korosi ini diyakini
efektif untuk sekitar 20 tahun; tetapi bila penutup FRP
sudah rusak akibat benda-benda mengapung dan
sebagian lapisan petrolatum sudah terkikis, bagianyang diperbaiki ini akan terpapar ke lingkungan korosiflagi. Banyak riset yang dilakukan terkait dengan
karakteristik korosi elemen baja di air laut, tetapi
sedikit riset yang dilakukan yang membandingkan
bagian baja pada umumnya dengan sambungan las
untuk melihat perbedaannya terhadap karakteristik
korosi.
Dengan kekurangan data in, kami menggunakan uji
akselerasi korosi gelembung (3% larutan NaCL, 500C,
28 hari) untuk memeriksa karakteristik korosi
sambungan las baja. Gbr. 5 menunjukkan garis besar
peralatan uji yang digunakan. Dua jenis pelat dasar
digunakan sebagai spesimen uji, SY295 dan SYW295,
sementara pelat baja SM490 digunakan sebagai pelat
penambal. Pelat penambal dan pelat dasar kemudian
disambung dengan las dengan cara fillet welding
meggunakan elektroda las E4319.
Dalam pengujian, profil permukaan sebelum dan
sesudah pengujian diukur dan dibandingkan dengan
menggunakan laser displacement sensor untuk
menentukan corrosion loss pada las. Gbr. 6
menunjukkan corrosion loss pada las salah satu
spesimen. Seperti terlihat pada gambar, sambungan lasfillet menunjukkan korosi seragam, dan tidak banyak
korosi setempat akibat ketidak-rataan tetesan las
ataupun kaki las. Selain itu, tidak terdapat perbedaanyang signifikan dalam corrosion loss akibat arah
pengelasan (memanjang atau melintang), jenis baja
pelat dasar ataupun akibat lingkungan pengelasan(udara terbuka atau bawah air). Juga ditemukan bahwa
corrosion loss pada sambungan las serupa dengan yangada pada pelat baja.

Asesmen Performa Siklus Layan Struktur Baja
Pelabuhan
Dengan tujuan memperbaiki manajemen siklus
layan struktur baja pelabuhan, kami memeriksa
kapasitas dukung tiang pancang pipa baja terkorosi
yang telah diperbaiki dengan pengelasan pelat baja
untuk lebih memahami performa siklus layan tiang
pancang pipa baja. Tujuan kami ke depannya adalah
untuk menilai daya dukung pasca-perbaikan
keseluruhan struktur dermaga disamping tiang pancang
pipa baja tunggal

■

■ ■

■ ■

(Halaman 16~Sampul Belakang)

Metode Asesmen Kekuatan Sisa
Struktur Baja Pelabuhan yang Rusak
karena Korosi
oleh Kunitomo Sugiura, Profesor, Departemen Teknik
Sipil dan Sumber Daya Bumi, Sekolah Teknik,
Universitas Kyoto
Pengantar
Karena Jepang dikelilingi laut di segala arah,fasilitas pelabuhan memainkan peranan dalamperkembangan ekonomi dan sosial yang bagus.
Sebagai fasilitas logistik, fasilitas pelabuhan biasanya
terdiri dari dermaga dan fasilitas labuh lainnya, terusan
dan kolam seperti alur pelayaran dan tambatan, dan
pemecah gelombang dan fasilitas pelindung lainnya
untuk mengamankan area pelabuhan. Sementara
pelabuhan sudah menunjukkan perannya dan fungsinya
dan hubungan yang efisien antar fasilitas,
konstruksinya sendiri telah berusia 30~50 tahun.
Dengan situasi tersebut, biaya perawatan pastinya akanmeningkat di masa depan, dan karenanya bagaimana
merawat fasilitas pelabuhan menjadi masalah penting.
Khususnya di Jepang, infrastruktur sosial seperti
jalan raya, sungai dan pelabuhan dibangun dalam
periode pertumbuhan ekonomi yang tinggi. Dalamsituasi demikian, Kementrian Infrastruktur, Pertanahan,
Transport dan Pariwisata (MILT) sudah

Foto 1 Tiang pancang pipa baja yang diperbaiki dengan
pelat tambal dengan pelapis petrolatum dan penutup
FRP
Gbr. 5 Sistim Uji Akselerasi Paparan untuk Korosi
11paling banyak dibangun, tetapi sekarang sistim proteksikorosi seperti proteksi katodik atau
pelapisan/pengecatan semakin banyak digunakan
dalam konstruksi struktur baja baru. Sekalipun proteksikorosi struktur ini bertahan selama periode panjang,survei berkala (inspeksi) tetap perlu dilakukan serta
juga penting untuk memahami performa sisa agar
performa yang dibutuhkan struktur ini tidak berkurang
akibat korosi produk baja.
Sementara itu, jelas diketahui bahwa tebal pelatbatang baja yang digunakan dalam struktur baja
pelabuhan akan berkurang akibat korosi sehingga
menurunkan daya dukung tidak saja batang strukturnya
melainkan keseluruhan stuktur. Oleh karenanya, untuk
perawatan, sangatlah penting mengevaluasi dengan
tepat performa sisa dari struktur baja yang rusak karenakorosi. Untuk mengevaluasi daya dukung sisa struktur
baja pelabuhan, berbagai parameter dengan pendekatan
analitikal dan eksperimental telah diusulkan untuk
evaluasi daya dukung batang baja dimana gaya
potongan bekerja. Akan tetapi, kebanyakan pendekatan
eksperimental dan analitikal ini diterapkan pada bagianbatang struktur dan sering kali tidak dilakukan evaluasi
pada keseluruhan struktur.
Selanjutnya, di bawah ini, dengan target sebuah
dermaga yang terdiri dari tiang pancang pipa baja danslab RC (model dengan tiga tiang pancang untuk
persiapan rangka bidang, Gbr. 2), hasil pemeriksaan
disarikan dalam bentuk efek tiang pancang yang rusak
akibat korosi (Gbr. 3) pada kapasitas pembebanan
horisontal. Dalam pemeriksaan, spesimen pipa baja
disiapkan dengan menarik tiang yang terkorosi selama
berada dalam lingkungan laut selama sekitar 19 tahun,
kemudian profil korosi diukur dengan laser
displacement gauge (alat pengukur penurunan laser)
dan kemudian profil korosi yang peroleh digunakan
sebagai karakteristik korosi pipa tiang pancang baja.

memperkirakan pengeluaran yang dibutuhkan untuk
perawatan di masa depan dan perbaruan berdasarkan
pengembalian investasi sebelumnya (jalan raya,
pelabuhan, bandara, rumah sewa, pembuangan, taman
kota, fasilitas kontrol sungai, pantai). Perhitungan uji
coba menunjukkan bahwa pada tahun 2037 biaya
perawatan yang dibutuhkan akan melebihi investasi,
dan bahwa, perbaikan hanya dengan ¥30 dari biaya
perbaikan yang dibutuhkan untuk 50 tahun dari tahun
fiskal 2011 sampai 2016 (sekitar ¥190 triliun) tidak
akan mungkin diimplementasi. Kenyataan ini
menunjukkan bahwa sangat penting menerapkan
perawatan yang strategis dan terrencana dengan beban
sekecil mungkin, dan sejalan dengan itu teknologi
siklus layan perawatan perlu segera dikembangkan
agar fasilitas yang ada dapat digunakan secara efektifdan masa layan struktur dapat diperpanjang dengan
melakukan perbaikan yang tepat.
Pada akhirnya, disamping pentingnya membuat
fasilitas baru yang mudah diinspeksi dan diobservasi
dan ‘perawatan preventif’ untuk memperpanjang masa
layan dari semua fasilitas dengan deteksi kerusakan
awal dan perbaikan fasilitas eksisting, penggunaan
material dan struktur dengan durabilitas tinggi,
pemilihan langkah-langkah untuk memperpanjang
masa layan keseluruhan infrastruktur sosial juga
diperlukan. Pada akhirnya, tujuannya adalah untuk
mengurangi biaya total. (Lihat Gbr. 1)
Gbr. 1 Langkah-Langkah yang Diambil untuk
Memperpanjang Masa Layan Fasilitas
Di Jepang, aplikasi turap baja dalam konstruksi
dermaga dan fasilitas pelabuhan lainnya dimulai padatahun 1926 dan aplikasi tiang pancang pipa baja padaparuh kedua tahun 1950an. Karena tingginya
pertumbuhan konstruksi di daerah pantai, produk baja
ini telah digunakan secara besar-besaran. Fasilitas baja
pelabuhan jelas terkena air laut dan terpapar
lingkungan berat seperti deviasi muka air dan percikan
pasang-surut secara langsung sehingga perilaku
korosinya berbeda dengan struktur baja lainnya di darat.
Dengan semakin banyaknya aplikasi produk baja untuk
fasilitas pelabuhan, banyak dilakukan pemeriksaan
mekanisme korosi, berragam metode proteksi korosi
dan metode perbaikan dan perkuatan. Sebelum
berkembangnya teknologi proteksi korosi, struktur
proteksi-tanpa-korosi didisain dengan memberikan
corrosion allowance (bukan menekan korosi tetapi
menambah ketebalan dinding) merupakan jenis yangGbr. 2 Contoh Jembatan Pantai Tipe Tiang Pancang
Lurus
Gbr. 3 Tren Korosi Arah Vertikal pada Struktur Lepas
Pantai
Analisis FEM Dermaga Tipe Tiang Pancang Pipa
Lurus dengan dengan Performa Memburuk akibat
Korosi
Struktur rangka bidang (tinggi 10,2 m, jarak tiang
6,5 m), dimana 3 tiang pancang pipa (berdiameter luar
800 mm, tebal dinding 16 mm) diatur parallel dengan
jarak tetap digunakan sebagai dermaga model dengan
12ditandai dengan B-[○]-[ᇞ]-[□] (○: tiang kiri; ᇞ: tiang
tengah; □: tiang kanan, dan pola korosi ketiga tiang ini
dinyatakan dengan symbol a~f). Karena kondisi korosi
berbeda-beda tergantung arah peripheral tiang pancang ,kekuatan horizontal pada Model A ditentukan oleh
perubahan arah beban horizontal dengan pitch 45, dansebagai hasilnya kekuatan horizontalnya rata-rata 548
kN (maks. 559 kN, min. 537 kN), dan rentang
deviasinya berada dalam 4% nilai rata-rata
Gbr. 5 menunjukkan contoh hubungan antara bebanhorizontal dengan penurunan horizontal (Model B-1).
Daya dukung berkurang sekitar 14,2% dari tingkat
awalnya (B-a-a-a) akibat berkembangnya korosi(B-b-b-b) karena terpapar selama 19 tahun. Daya
dukung juga berkurang masing-masing 18,3% dan
25,7% sejalan dengan bertambahnya corrosion loss
1,2 kali (B-c-c-c) dan 1,4 kali (B-d-d-d). Penurunan
pada pembebanan maksimum juga menjadi lebih kecil
dibanding tingkat awalnya dengan bertambahnya
corrosion loss.Disamping itu, dengan bertambahnya
korosi, terlihat berbagai perubahan pada reaksi sumbu
pada tiap tiang pancang, dan perubahan besar padaperilaku tekuk dan daya dukung sehingga diketahuiapakah performa keseluruhan struktur sudah perlu
dievaluasi.
Sementara itu, dengan pemilihan tiang pancang
terkorosi dengan Model B-1, pada kasus dimana korosi
bertambah dengan cepat hanya pada satu tiang,
pembebanan dapat diterima oleh tiang lainnya,
sehingga diketahui bahwa kapitas dukung keseluruhan
struktur tergantung pada corrosion loss total darikeseluruhan struktur.

tiang baja yang peprformanya memburuk akibat korosi,
dan kemudian dilakukan analisis efek rangka bidang
terhadap daya dukung dengan beberapa pola kerusakan
Sementara itu, analisis dilakukan dengan kode analisis
elemen hingga ABAQUS (Ver. 6.10). Gbr. 4
menunjukkan model rangka bidang sebagai modeldermaga dengan tiang pancang pipa terkorosi dalamanalisis FEM. Dasar tiang pancang dengan diameter
2,75 kali diameter luar pipa dan ujung atas pipa dengan
diameter 2,25 kali diameter luar dibuatkan modelnya
dengan menggunakan elemen cangkang (4 node
reduced integration shell element), dan bagian antara
dimodel dengan menggunakan elemen balok.
Sementara itu, elemen cangkang dan elemen balok
disambung rijid di simpul, fungsi partisipasi arahkeliling elemen cangkang pipa baja ditetapkan 150, dan
kemudian dilakukan meshing pada arah sumbu
dengan menggunakan dimensi yang sama. Slab RC
harus elastik, dan disambung rijid dengan daerah
cangkang pada ujung atas tiang pancang pipa. Tepi
dasar tiang pancang pipa dijepit sepenuhnya sebagai
kondisi batas, dan penurunan horizontal maksimum
sebesar 1.000 mm diberikan pada seluruh slab padaarah horizontal bidang. Baja mutu SKK490 digunakan
untuk pipa baja; dan mengenai tebal dinding, angka
ketebalan diinput pada tiap simpul (node) dari elemencangkang; dan untuk elemen balok, nilai-nilai
seksional potongan sirkuler hollow dengan diametersama diinput menggunakan tebal rata-rata dari tiap
elemen.
Gbr. 4 Komposisi Elemen Struktur Rangka Bidang
Dermaga

Gbr. 5 Contoh Hubungan Beban-Penurunan
Analisis dilakukan pada tiga kasus: Model A dengansatu tiang pancang; Model Rangka B-1 dengan polakorosi dimana terdapat tiga tiang dengan korosi serupa;
dan Model Rangka B-2 dimana hanya satu tiang yangmengalami corrosion loss yang besar. Model A
dipersiapkan dengan menggunakan tiang pancang yangsama dengan yang digunakan dalam model rangka,
dimana elemen rijid dipasang pada tepi ujung atas dan
kemudian diberikan penahan rotasi, kemudian
dianalisis hingga penurunan horisontal maksimum
mencapai 1.000 mm. Dalam analisis ini, corrosion loss
pada tiap model dirubah menjadi 0 kali (tidak ada
korosi), 1,0 kali, 1,2 kali, 1,4 kali, 1,6 kali dan 1,8 kali
kriteria korosi yang diperoleh pada pengukuran actual
tebal dinding, dan tingkat korosi kemudian
dikelompokkan a, b, c, d, e, f, dan kasus mode analitis

Evaluasi performa Dermaga yang Rusak karena
Korosi Berdasarkan Pengukuran di Lapangan.
Dengan asumsi bahwa pengukuran lapangandilakukan untuk mendapatkan ketebalan dinding
berdasarkan “Pencegahan Korosi Struktur Baja
Pelabuhan: Manual Perbaikan,” diperoleh tebal dinding
representatif tiang pancang pipa baja terkorosi daridermaga model. Dalam mengekstraksi nilai ketebalan,bagian dengan tebal minimum dipilih dari bagian dizona percikan, pasang-surut dan benaman, dan dipilih
titik pengukuran 4-atau 8-arah di bagian yang identik
dengan titik awal adalah titik ketebalan minimum (Gbr.
6). Selanjutnya, dalam area 10 cm2 ditentukan 5 titik
termasuk 4 titik yang saling berjarak sekitar 3,2 cm
kearah memanjang dan melintang dari titik awal, dan
13

tebal rata-rata yang diperoleh ditetapkan sebagai nilaiketebalan dari pengukuran lapangan yang akan
digunakan untuk evaluasi (Gbr. 7)

mereproduksi kekuatan di zona percikan yang terkena
efek momen tekuk yang besar yang terjadi disana dan
dimana terdapat deviasi ketebalan yang besar.

Gbr. 6 Contoh Posisi Pengukuran dalam Arah Tinggi
dan Melingkar
Gbr. 7 Arah Pengukuran Tebal Dinding dalam Area 10
cm2

Gbr. 8 Hubungan Beban-Penurunan Model Tiang
Pancang Pipa Berdasarkan Pengukuran Visual di
Lapangan
Selanjutnya, ketika memeriksa hasil dimana nomor
bagian pengukuran pada zona percikan dan zona
pasang-surut ditingkatkan menjadi 2 atau 3, dan ketika
hasil pengukuran dibandingkan dengan hasil s-Det,
kurva beban-penurunan yang lebih dekat dengan s-Det
dapat diperoleh dengan meningkatkan nomor area
pengukuran. Inilah yang dianggap mengakibatkan tebal
rata-rata per bagian dengan tingkat akurasi tertentu
dapat dihitung dengan meningkatkan jumlah bagian
pengukuran. Akhirnya, sekalipun pengukuran dilapangan menghadapi berbagai kesulitan, diharapkan
dapat dilakukan pengukuran ketebalan dengan
menggunakan banyak bagian untuk tiap area dimana
karakteristik korosi dianggap hampir sama, dan jugadalam pengukuran ketebalan penggunaan empat titik
tiap 900 dalam satu bagian dianggap cukup.

Analisis ditargetkan pada 1 tiang (diameter luar
406,4 mm; panjang 10,5 m, tebal awal 9 mm, mutu
baja SKK490). Dalam model analitis, Ave-[ ] padaGbr.8 menunjukkan model yang mengadopsi tebal
rata-rata pada tiap bagian seperti pada gambar; 4dmenunjukkan model dimana 4 titik untuk pengukuran
tebal ditentukan dalam arah melingkar pada saat
memilih titik pusat pengukuran dengan tebal
maksimum sebagai awal, dan 8d menunjukkan model
dimana dipilih 8 titik. Selanjutnya, B-[ ]-[ ]-[ ](contohnya B-4-4-4 pada gambar) menunjukkan modelyang tidak mengadopsi tebal rata-rata pada tiap
bagiannya melainan memisahkan bagian tersebut padaarah memanjang tergantung pada arah pengukuran
tebal. Tebal dinding dapat dihitung dengan
memasukkan nilai pengukuran pada tiap bagian
terpisah dalam analisis. [ ] menunjukkan nomor arah
pengukuran tebal dalam zona percikan, pasang-surutdan benam (dari kiri ke kanan). Sementara itu, s-Det
menunjukkan model dimana profil korosi direproduksi
dengan rinci; dan, karena tebal rata-rata, interpolasi
linier dan asumsi lainnya dimasukkan pada bagianyang tidak diukur, kasus analisis ini diasumsikan
sebagai kasus dimana pengukuran tebal dilakukan
dengan sangat rinci, dan daya dukung horizontal tiang
pancang pipa dievaluasi dengan akurasi tinggi.
Gbr. 8 menunjukkan hubungan beban-penurunan
masing-masing model analistis. Marjin kesalahandalam hal daya dukung horizontal yang diperoleh dariperbandingan dengan s-Det adalah sebesar 16,8%
untuk Ave-4d dan 13.1% untuk B-4-4-4. Dengan
adanya 4 titik tiap bagian untuk pengukuran dilapangan dalam manual yang ada, dapat dilihat diatas
bahwa daya dukung model dievaluasi untuk sisi aman(pada level rendah) ketika dibandingkan dengan daya
dukung aktual. Hal ini disebabkan karena angka
ketebalan bagian yang mempunyai tebal minimum
dimasukkan sebagai tebal dinding tiang pancang padakeseluruhan zona percikan, sehingga ketebalan yanglebih kecillah yang digunakan pada seluruh zona.
Untuk mengevaluasi dengan tepat daya dukung, perlu

Kesimpulan
Sebagai hasil analisis rangka bidang untuk dermaga
tipe tiang pancang pipa baja, diketahui bahwa lokasi
tiang yang terkorosi parah memberi efek yang lebih
kecil terhadap daya dukung, dan bahwa daya dukungkeseluruhan struktur tergantung pada corrosion loss
keseluruhan struktur. Selain itu, salah satu hasil
evaluasi daya dukung sisa dengan pengukuran tebal
dinding tiang pancang pipa di lapangan dengan
menggunakan manual yang ada sekarang, diketahui
bahwa dengan marjin kesalahan 13% atau lebih untuk
perbandingan terhadap daya dukung dimana korosi
dimodelkan dengan rinci, dapat diperoleh daya dukung
untuk sisi aman.
Selanjutnya, sekalipun pengukuran tebal pada 4 titik
dalam satu bagian dianggap memadai, khususnya padazona percikan dimana terdapat deviasi besar pada tebal
dinding, perlu dilakukan revisi ketebalan yang diukur
dengan menggunakan deviasi standar, dan sangat
disarankan untuk mengukur ketebalan pada beberapa
bagian. Pemeriksaan rinci disarankan untuk pendekatan
pengukuran ideal di lapangan dimana daya dukung
struktur dermaga dapat dievaluasi dengan tepat secara
rekayasa dengan menerapkan hasil pengukuran terbatas
di lapangan.
14

15