## Studi Pemanfaatan Estrak Daun Pegagan untuk Inhibitor Korosi Ramah Lingkungan untuk Material API 5CT J55 di Lingkungan Air Formasi

## Yudha Pratesa, Andika Purnawidhi, Nuringtyas Rahwinarni
Departemen Teknik Metalurgi dan Material, Universitas Indonesia, Kampus Baru UI, Depok, 16424, Indonesia
E-mail: yudha@metal.ui.ac.id
Abstrak --Daun Pegagan (Centella asiatica) pada awalnya dianggap sebagai tanaman pengganggu dan tidak bernilai ekonomis. Namun, hasil beberapa penelitian menunjukan manfaat daun ini sebagai obat karena memiliki kandungan fenolik dan anti oksidan. Karena bersifat anti oksidan, daun pegagan dinilai memiliki kemampuan untuk bekerja sebagai inhibitor korosi ramah lingkungan. Studi ini akan menguji kemampuan ekstrak Daun Pegagan sebagai inhibitor untuk baja API 5CT J-55 di lingkungan air formasi menggunakan pengujian polarisasi tafel, kehilangan berat (weigth loss) dan Fourier Transform Infrared Radiation (FTIR). Senyawa aktif antioksidan yang berperan untuk menginhibisi korosi akan diinvestigasi melalui pengujian FTIR dengan melihat potensi gugus yang terbentuk. Variabel yang digunakan adalah konsentrasi inhibitor, yaitu 0 ppm, 100 ppm, 250 ppm, 500 ppm, dan 1000 ppm. Ekstrak daun pegagan yang  mempunyai  gugus  fenolik  merupakan  inhibitor  jenis  campuran,  dan  dominan  anodik.  Efisiensi inhibisi  paling  tinggi  didapatkan  dengan  konsentrasi  250  ppm.  Inhibitor  ekstrak  daun  pegagan  dapat digunakan sebagai alternative inhibitor ramah lingkungan untuk baja J55 pada lingkungan air formasi.
Kata kunci: Daun pegagan, korosi, air formasi
Abstract-- Centella asiatica  (Centella asiatica)  leaf  was regarded  as  a  confounding plant  and did not had beneficial effect for the economy. However, the results of some studies showed the benefits of this leaf  as  a drug  because  it contains  phenolic and anti  oxidant.  So, this  study aimed to  investigate  the ability  of  Centella  asiatica  leaves  extract  as  a  corrosion  inhibitor  for  J55  steel  in  produce  water environment. Corrosion inhibition ability of this extract was tested using tafel polarization, weight loss and Fourier Transform Infrared Radiation (FTIR) methods. FTIR test was used to investigate phenolic and  antioxidant  compound  that  played  an  important  role  to  inhibit  corrosion.  In  this  study  the concentration of Centella asiatica extract used was 0 ppm, 100 ppm, 250 ppm, 500 ppm, and 1000 ppm. It can be concluded that Centella asiatica extract could be used as an alternative and environmental friendly inhibitor for J55 steel in produce water environment.
Keywords: Centella asiatica, corrosion, formation water

## 1. PENDAHULUAN
Industri minyak dan gas merupakan industri yang berperan  vital  dalam  perekronomian  Indonesia. Sebagai industri yang sangat vital, industri minyak dan gas harus mampu beroperasi maksimal tanpa mengalami  kegagalan  produksi  yang  dapat menghambat  waktu  produksi.  Namun,  sering sekali ditemukan masalah dalam produksi minyak dan  gas,  terutama  pada  peralatan  penunjang produksi  minyak  dan  gas.  Salah  satu  adalah masalah  utama  dalam  fasilitas  produksi  adalah kegagalan akibat korosi.
Salah  satu  permasalahan  yang  sering dijumpai  adalah  korosi  pada  pipa  sumur  injeksi. Sumur  injeksi  adalah  salah  satu  peralatan  yang digunakan pada proses produksi minyak dan gas yang  mempunyai  fungsi  untuk  mengalirkan  air atau  air  formasi  yang  digunakan  kembali  untuk proses water flooding dengan kecepatan tertentu. Pada  injection  tubing  mengalir  hidrokarbon,  dan juga  air  formasi  yang  merupakan  campuran  air
tanah  yang  ikut  terbawa  atau  tercampur  dengan hidrokarbon.
Salah satu metode untuk mencegah korosi di pipa sumur minyak injeksi adalah mengalirkan inhibitor korosi. Inhibitor merupakan senyawa yang dalam jumlah  sedikit  dapat  menurunkan  korosifitas  dari lingkungan.  Saat ini inhibitor yang umum dipakai di  lapangan  MIGAS  adalah  inhibitor  kimia.
Namun,  penggunaan  inhibitor  kimia  memiliki beberapa  kekurangan,  diantaranya  adalah  sifat beracun yang dimiliki, dan tidak ramah lingkungan. Seperti diketahui, meskipun ditambahkan  dalam  jumlah parts  per  million (PPM)  ,  namun  dengan  jumlah  aliran  perdetik yang besar maka secara jumlah kebutuhan akan sangat  besar.    Saat  ini  sedang  dikembangkan inhibitor  yang  aman  lingkungan  atau  dikenal dengan  green  inhibitor,  untuk  mengurangi kekurangan inhibitor kimia.
Pegagan ( Centella asiatica) merupakan salah satu  tanaman  yang  biasa  dimanfaatkan  untuk kesehatan dan banyak ditemukan di daerah India,
Malaysia,  Sri  Lanka,  dan  Bangladesh.  Alternatif dari  penggunaan  inhibitor  kimia  adalah  ekstrak tanaman sebagai inhibitor korosi.
Dari  segi  aspek  ekonomi  dan  lingkungan, ekstrak tumbuhan menjadi alternatif inhibitor yang baik karena ketersediaannya yang melimpah dan ramah bagi lingkungan. Ekstrak yang dimiliki oleh tanaman  ini  memiliki  berbagai  komposisi  seperti tannin, pigmen, flavone, flavonoid, dan substansi lain yang umumnya terdapat pada inhibitor korosi [1] .
Inhibitor organik telah banyak diterapkan, dan beberapa telah membuktikan suksesnya digunakan  pada  baja  karbon  pada  lingkungan HCl.  Hasilnya  didapatkan  bahwa  ekstrak  daun tersebut dapat dijadikan inhibitor jenis mixed type inhibitor  dengan  efisiensi  hingga  95%.  Adsorpsi molekul  inhibitor  terjadi  akibat  adanya  interaksi donor-akseptor  antara  elektron  dari  pendonor atom  yaitu  oksigen,  dengan  akseptor  misalnya permukaan logam [2].
Penelitian  lain  menunjukan  ekstrak  daun Adhatoda Vasica sebagai inhibitor baja karbon di lingkungan  H2SO4.  Hasilnya  didapatkan  ekstrak daun  tersebut  bisa  digunakan  sebagai  inhibitor dengan  jenis  inhibitor miced  type inhibitor  yang mempunyai  efisiensi  hingga  98%.  Ekstrak  daun Adhatoda Vasica diketahui memiliki gugus fenolik [3].
Penelitian  lainnya  menunjukan  ekstrak  daun rollinia acidentalis dan Aquilaria Crassna mampu menahan  korosi  dilingkungan  HCl  hingga  95%. [4], [5]. Penelitian ini akan mencoba ekstrak daun pegagan  untuk  apliaksi  dilingkungan  air  formasi dengan material baja J-55.

## 2. BAHAN DAN METODE

## 2.1 Bahan
Penelitian ini menggunakan material pipa baja J- 55  yang  diambil  dari  potongan  longitudinal  pipa baja  tersebut.  Pipa  baja  ini  kemudian  dipotong hingga mendapatkan ukuran 28 mm x 20 mm x 4 mm. Setelah dipotong, sampel kemudian dihaluskan permukaannya dengan menggunakan gerinda,  dan  dilanjutkan  dengan  amplas  dengan kertas amplas dari #80 hingga #600.
Untuk  sampel  uji  polarisasi,  ukuran  sampel yang dipersiapkan adalah 10 mm x 10mm x 4 mm. Larutan yang dipersiakan adalah air formasi yang diambil dari salah satu sumur minyak di laut utara Jawa.  Untuk  bahan  baku  inhibitor  digunakan serbuk ekstrak tanaman pegagan  yang dilarutkan dengan variabel 0, 250, 500 dan 1000  ppm
2.2 Metode
Pengujian  polarisasi potentiodynamic dilakukan dengan  menggunakan scanning  rate 0,01  Vs-1, dan pembacaan nilai open circuit potential (OCP) dilakukan selama 120 detik. Nilai rapat arus korosi (Icorr) dan potensial korosi (Ecorr) didapatkan dari
grafik polarisasi melalui ekstrapolasi tafel. Setelah didapatkan grafik, maka ditarik garis  dari  katodik dan anodik sehingga didapatkan perpotongan dari garis yang menunjukkan nilai (Icorr) dan (Ecorr) Pengujian  kehilangan  berat diawali  dengan proses  pickling  didalam  HCl  15%  untuk menghilngkan pengotor dan karat lalu dilanjutkan dengan  perendaman  dalam  larutan  Natrium Bikarbonat  (NaHCO 3 )  selama  satu  menit  untuk menetralkan asam dan kemudian dibilas menggunakan  larutan  aquades  dan  dilakukan penimbangan.  Untuk  pengujian  FTIR,  sampel hasil  proses  perendaman  dikeringkan  dan kemudian lakukan proses pengujian dipernukaan karat yang terbentuk.

## 3. ANALISIS

## 3.1 Perilaku Korosi
Hasil pengujian polarisasi menunjukan bahwa laju korosi  dari  baja  J55  di  lingkungan  air  formasi tanpa  adanya  inhibitor  adalah  sebesar  0,30 mm/year.  Dengan  penambahan  inhibitor,  maka laju  korosi  menurun.  Namun,  penurunan  laju korosi paling rendah berada pada saat konsentrasi  inhibitor  sebesar  250  ppm  yaitu sebesar  0,14  mm/thn  seperti  diperlihatkan  pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil pengujian polarisasi
Pada konsentrasi 500 dan 1000 ppm inhibitor ekstrak  daun  pegagan,  laju  korosi  kembali meningkat dibandingkan laju korosi pada konsentrasi  250  ppm.  Dengan  begitu,  maka efisiensi inhibitor paling tinggi adalah penggunaan inhibitor  dengan  konsentrasi  250  ppm,  dimana efisiensi  nya  bernilai  52,48%.  Dari  tabel  hasil polarisasi,  terdapat  perubahan  dari  nilai  ba  dan bc.
Hal  ini  mengindikasikan  bahwa  dengan penambahan inhibitor mengakibatkan perubahan pada  reaksi  baik  di  katoda  maupun  di  anoda, sehingga  menggeser  kurva  polarisasi  dari keadaan  semula  ( blank ).  Perubahan  tafel  slope dibagian  anodik  diakibatkan  oleh  inhibitor teradsorpsi  pada  permukaan  logam  Inhibitor diklasifikasikan  menjadi  inhibitor  anodik  atau katodik  jika  perubahan  Ecorr  lebih  besar  dari  85 mV  [6].  Pada  tabel,  dapat  terlihat  bahwa perubahan Ecorr dari keadaan blank kurva anodik
bergeser  lebih  dari  85  mV,  dan  penambahan inhibitor  mengarahkan  nilai  Ecorr  kearah  yang lebih positif, maka inhibitor ekstrak daun pegagan dapat diklasifikasikan menjadi inhibitor anodik.
Gambar 1. Kurva polarisasi linear dari baja J55 dan penambahan inhibitor, pergeseran kurva anodik diperlihatkan oleh kotak merah
Dari  Gambar  2,  hasil  pengujian kehilangan berat , terlihat bahwa persentase kehilangan berat dari  baja  J55  pada  lingkungan  air  formasi berkurang  dengan  ditambahkannya  inhibitor ekstrak daun  pegagan  kedalam  air  formasi.  Laju korosi  baja  J55  yang  tidak  diberikan  inhibitor adalah 0,112 mm/tahun, sedangkan ketika diberi inhibitor 100 ppm dan 250 ppm berturut-turut, laju korosi  nya  menjadi  0,073  mm/tahun  dan  0,049 mm/tahun.  Ketika  inhibitor  ditambahkan  menjadi 500  ppm  dan  1000  ppm  laju  korosinya  kembali meningkat  menjadi  0,062  mm/tahun  dan  0,066 mm/tahun.  Kenaikan  ini  disebabkan  karena jumlah  pegagan  yang  sudah  terlampau  banyak dapat mempengaruhi pH larutan. Dengan begitu, maka inhibitor ekstrak daun pegagan paling efektif digunakan pada lingkungan air formasi untuk baja J55 ketika konsentrasinya 250 ppm. Perbandingan  hasil  uji  kehilangan  berat  masing- masing variabel diperlihatkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Perubahan laju korosi dengan beberapa jumlah inhibitor setelah perendaman 5 hari
Berdasarkan  hasil  pengamatan  visual  pada gambar  3,  baja  yang  mengalami  korosi  paling parah  adalah  baja  J55  pada  lingkungan  air formasi  tanpa  adanya  penambahan  inhibitor. Pada baja tersebut, terlihat baja mengalami korosi hampir  diseluruh  permukaannya.  Produk  korosi yang terbentuk berwarna coklat muda, dan terlihat lebih  tebal  dibandingkan  produk  korosi  pada variable lain. Sedangkan baja yang paling sedikit mengalami korosi adalah baja dengan penambahan 250 ppm inhibitor.
Gambar 3. Kondisi sampel sebelum dan sesudah perendaman uji kehilangan berat
Produk korosi yang terbentuk berwarna coklat muda,  Produk  korosi  yang  terbentuk  pada permukaan  baja  adalah  Fe(OH)2  karena  reaksi korosi berlangsung pada kondisi basa dimana pH air formasi yang dihitung berkisar antara 8 hingga 9. Sehingga reaksi yang berlangsung adalah:
Katoda: O 2 +2H 2 O+4e -  4OH - (1) Anoda: Fe  Fe2+ + 2e- (2)

## 3.2 Karaterisasi Lapisan
Pengujian  FTIR  dilakukan  untuk  mengetahui senyawa aktif pada ekstrak daun pegagan. Pada sampel serbuk ekstrak daun pegagan tanpa hasil pencelupan logam. Terlihat bahwa sejumlah peak terbaca  dengan  rentang  gelombang  450  sampai 4000 cm -1 . Peak pertama terlihat pada 3283 cm -1 , yang  menunjukkan  adanya  O-H  dan  N-H. Kemudian  terdapat  peak  pada  2919  cm -1 mengindikasikan  adanya  C-H,  1606  cm -1 yang merupakan ikatan aromatik (ring) C-C,  dan  yang terakhir pada 1029 cm -1 yaitu ikatan C-N (Gambar 4).  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  ekstrak  daun pegagan  mengandung  senyawa  polifenol,  dan juga mengandung senyawa antioksidan flavonoid. Dengan  keberadaan  ikatan  tersebut,  maka ekstrak  daun  pegagan  berpotensi  menjadi inhibitor ramah lingkungan karena memiliki ikatan heterosiklik,  dan  heteroatom  seperti  N  dan  O. Senyawa heterosiklik seperti fenol dapat menjadi
inhibitor  yang  baik.  Keberadaan  atom  O  dan  N memungkinkan terjadinya adsorpsi senyawa yang ada  pada  ekstrak  daun  pegagan  ke  permukaan logam.
Gambar 4. Ikatan kimia yang terdeteksi pada larutan berisi daun pegagan
Gambar 5. Ikatan kimia yang terdapat pada permukaan Karat yang telah diberikan inhibitor
Sedangkan  dari  hasil  lapisan  yang  terbentuk setelah pencelupan logam, menunjukkan terdapat beberapa peak yang sama dengan peak pada uji FTIR  ekstrak  daun  pegagan  (gambar  5).  Peak yang  terbentuk  pada  3293  cm -1 menunjukkan ikatan  O-H  dan  N-H,  kemudian  terdapat  peak pada  1015  cm-1  menunjukkan  adanya  ikatan  C- N. Dari grafik pengujian FTIR tersebut mengindikasikan  adanya  adsorpsi  senyawa polifenol  ke  permukaan  logam,  serta  adanya ikatan  dari  gugus  N  dan  O  pada  permukaan logam, membentuk lapisan protektif di permukaan serta  mengurangi  daerah  aktif  logam  sehingga memperlambat  proses  korosi.  Selain  itu,  adanya ikatan  tersebut  berarti  gugus  fungsional  tersebut terlibat dalam interaksi inhibitor dengan
permukaan logam melalui adsorpsi ke permukaan.
Hasil ini memang belum optimal dibandingkan dengan  pengujian  lainnya.  Hal  ini  disebabkan senyawa  aktif  memiliki  kelarutan  yang  berbeda pada larutan yang berbeda.
Hasil  yang  didapat  berbeda  dengan  hasil penelitian  Shivakumar,  ekstrak  daun  pegagan memiliki efisiensi yang tinggi di lingkungan asam sulfat.  Sedangkan  pada  penelitian  ini,  ekstrak daun  pegagan  memiliki  efisiensi  56%  di lingkungan air formasi. Hal ini disebabkan ekstrak daun  pegagan  kehilangan  sebagian  senyawa aktifnya  ketika  berada  dilingkungan  yang  basa seperti air formasi dalam penelitian ini. Selain itu, air formasi  memiliki banyak ion terlarut sehingga dapat mengikat gugus aktif inhibitor pegagan.

## 4.  KESIMPULAN
Penelitian ini menunjukan bahwa inhibitor organic berbahan  dasar  pegagan  memiliki  efisiensi tertinggi  pada  kandungan  250  ppm  dengan efisiensi  53%.  Pegagan  menghambat  laju  korosi dengan  membentuk  lapisan  dipermukaan  dan bekerja  dengan  merubah  reaksi  anodik.  Nilai inhibisi  yang  tidak  terlalu  tinggi  menunjukan bahwa inhibitor ini tidak sesuai bekerja dilingkungan  air  formasi  akibat  banyaknya  ion terlarut dalam air formasi.

## DAFTAR PUSTAKA
[1].  R.  M.  Palou,  O.  Olivares-xomelt,  and  N.  V Likhanova, “Environmentally
Friendly Corrosion Inhibitors.”
[2].  P. Muthukrishnan, P. Prakash, B. Jeyaprabha,  and  K.  Shankar,  “Stigmasterol extracted  from  Ficus  hispida  leaves  as  a green  inhibitor  for  the  mild  steel  corrosion  in
1M HCl solution,” Arab. J. Chem. , 2015.
[3].  M. Ramananda Singh, “A green Approach: A corrosion inhibition of mild steel by adhatoda vasica  plant  extract  in  0.5  M  H2SO4,” J. Mater.  Environ.  Sci. ,  vol.  4,  no.  1,  pp.  117– 126, 2013.
[4].  P. E. Alvarez, M. V. Fiori-Bimbi, A. Neske, S. A.  Brandán,  and  C.  A.  Gervasi,  “Rollinia occidentalis  extract  as  green  corrosion inhibitor  for  carbon  steel  in  HCl  solution,” J. Ind. Eng. Chem. , vol. 58, pp. 92–99, 2018.
[5].  L.  Y.  S.  Helen,  A.  A.  Rahim,  B.  Saad,  M.  I. Saleh,  and  P.  B.  Raja,  “Aquilaria  crassna leaves  extracts  -  A  green  corrosion  inhibitor for  mild  steel  in  1  M  HCL  medium,” Int.  J. Electrochem. Sci. , vol. 9, no. 2, pp. 830–846, 2014.
[6].  M.  A.  Ameer,  A.  M.  Fekry,  and  A.  Othman, “Electrochemical  Investigation  of  Green Inhibitor  Adsorption  on  Low-Carbon  Steel  in Produced  Water,”  vol.  9,  pp.  1964–1985, 2014.