## ANALISIS KETAHANAN KOROSI PIPA A53 PADA LINGUNGAN OIL SLUDGE DENGAN METODE C-RING
Rony Agista Apriansyah 1 , Sumarji 2 , Gaguk Jatisukamto 2
1 Alumni Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember
2 Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember Jl. Kalimantan 37 Jember 68121
Email: apriansyahrony@unej.ac.id

## ABSTRACT
Corrosion  is  the  degradation  of  the  material  surface due  to  reaction  with  the  environment.  Steel pipe is one of the materials vulnerable to corrosion because the piping system is always in contact with  the  outside  environment.  This  research  have  a  purpose  to  know  influence  of  cold  working about corrosion resistance pipe A53 on oil sludge salt water and oil sludge pond environment with c-ring method. Oil sludge is sediment of crude oil thats contain water, sediment, and oil thats can be processed again. The cold working process is carried out by providing bending loads of 114 kg, 140  kg,  and  160 kg,  and  one  material  without  bending.  Process  of  corrosion  testing  uses  weight loss  method  by  weighing  the  material  before  it  is  corroded  and  after  corrosion.  Result  of  test showed that there was an increase of hardness on the material with bending load of 114 kg, 140 kg,  and  160  kg  respectively  of  103.33  BHN,  134.00  BHN,  and  187.66  BHN,  while  the  material without bending had a hardness of 93.33 BHN. Corrosion rate on material without bending with oil  sludge  salt  water  is  2,12  x  10 -2 mmpy  while  in  oil  sludge  pond    equal  to  1,67  x  10 -2 mmpy. Materials with bending loads of 114 kg, 140 kg, and 160 kg have a corrosion rate of 2.35 x 10 -2 mmpy, 2.88 x 10 - 2 mmpy, and 4.18 x 10 -2 mmpy on oil sludge salt water, and 1.19 x10 -2 mmpy, 2.15 x  10 -2 mmpy,  and 3.09 x  10 -2 mmpy  on oil  sludge  pond.  Oil  sludge  of  salt  water  is  more  reactive than  oil  sludge  pond  because  it  contains  sea  water  composed  of  NaCl  compounds  which  is  a corrosive environment .The given bending load results in strain hardening followed by increased energy  on  the  material  so  that  the  corrosion  rate  increases.  Cold  treatment  provided  resulted  in cracks on the surface of the material so that the corrosion was localized to the crack and formed pitting.
Keywords : A53, Oil Sludge, Strain Hardening, Weight Loss

## PENDAHULUAN
Baja  banyak  digunakan  dalam  berbagai bidang  aplikasi  teknik,  seperti:  instalasi  tenaga nuklir,  instalasi  kimia,  pengeboran,  pemurnian minyak bumi, perpipaan, pertambangan, konstruksi, dan instalasi industri logam [1].  Baja memiliki  keunggulan  sifat  mekanis  diantaranya ulet,  mampu  bentuk,  kekerasan  baik,  dan kekuatan  yang  tinggi.  Baja  banyak  digunakan dalam berbagai industri, namun memiliki kelemahan rentan terserang korosi [2].
Pipa dikerjakan dengan proses pembentukan (forming).  Proses  pembentukan  dibagi  menjadi pengerjaan  dingin  dan  pengerjaan  panas.  Proses pengerjaan  dingin  memerlukan  energi  yang  lebih besar dibanding dengan pengerjaan panas, karena dalam  pengerjaan  dingin  material  dipaksa  untuk dapat  berubah  bentuk  dibawah  temperatur rekristalisasi.  Proses  pengerjaan  dingin  akan mempengaruhi perubahan struktur material tersebut  sehingga  akan  menimbulkan  tegangan
internal,  selain  itu  terjadi  perubahan  sifat  dari material seperti: kekerasan, keuletan, dan ketahanan material terhadap korosi [3].
Oil sludge merupakan endapan minyak bumi yang  mengandung  unsur-unsur  logam  berat  dan silikat  [4]. Oil  sludge dapat  diproses  kembali untuk diambil  unsur  minyak  yang  masih terdapat dalam  endapan  tersebut.  Sistem  perpipaan  di industri  migas  akan  rentan  terserang  korosi karena  pipa  akan  berkontak  langsung  dengan produk eksplorasi berupa gas alam, minyak bumi, lumpur, dan air.
Tabel 1. Kandungan Oil sludge Pertamina [4]
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui pengaruh  pengerjaan  dingin  terhadap  ketahanan korosi  pipa  A53  pada  lingkungan oil  sludge air asin dan oil sludge pond.

## METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian pengaruh pengerjaan dingin terhadap  ketahanan  korosi  pipa  A53  pada lingkungan oil sludge air asin dan oil sludge pond adalah  penelitian  eksperimental.  Penelitian  ini dilakukan  dengan  melakukan  analisis  pada  pipa A53  yang  diberi  perlakuan  dingin  dengan  variasi beban bending 0 kg, 114 kg, 140 kg, dan 160 kg, setelah  itu  material  akan  direndam  kedalam oil sludge dalam  kurun  waktu  960  jam.  Pengamatan dilakukan setiap 172 jam dan didapat data analisis berupa  kondisi  fisik  material  setelah  direndam serta  pengurangan  massa  yang  terjadi  pada material tersebut.
Komposisi  kimia  pipa  A53  ialah  C  0,19%,  Si 0,18%,  Mn  0,4%,  P  0,016%,  S  0,007%,  Cr 0,020%. Pengujian kandungan basic sediment and water  (BS&W) dilakukan  menggunakan  alat sentrifugal  sesuai  dengan  Standart  ASTM  D96 (Water  and  Sediment  in  Crude  Oil  by  Centrifuge Method) [5].  Pengujian  sentrifugal  dilakukan selama  kurang  lebih  15  menit  dengan  putaran mesin 5000 rpm. Hasil pengujian berupa endapan, air,  dan  minyak  yang  terpisah  karena  terdapat perbedaan  massa  jenis.  Kandungan  tersebut dikonversikan  ke  dalam  prosentase  sebagai berikut [5]:
Proses  bending  dilakukan  dengan  UTM (universal  tensile  machine) dengan  variasi  beban bending 0 kg, 114 kg, 140 kg, dan 160 kg.  Hasil proses  bending  diaplikasikan  pada  spesimen dengan  cara  memutar  baut  sehingga  akan  terjadi defleksi,  setelah  itu  dilakukan  pengukuran dimensi  akhir  pada  spesimen  dan  disesuaikan dengan  defleksi  hasil  proses  bending.    Proses bending  ditampilkan  pada  Gambar  1  sebagai berikut:
Gambar 1. Ilustrasi proses bending
Uji  kekerasan  dilakukan  setelah  proses bending. Uji kekerasan dilakukan untuk mengetahui  pengaruh  deformasi  plastis  terhadap nilai  kekerasan  pada  spesimen.  Uji  kekerasan dilakukan  disetiap  variasi  beban  bending  yang diberikan,  yaitu  pada  0  kg,  114  kg,  140  kg,  160 kg.  Hasil  pengamatan  uji  kekerasan  akan dijadikan  sebagai  acuan  pembahasan  mengenai pengaruh  deformasi  terhadap  peningkatan  nilai kekerasan pada spesimen. Uji kekerasan dilakukan  dengan  menggunakan hardness  tester tipe TH120.
Perhitungan  laju  korosi  menggunakan metode weight loss ASTM G1 (Standard Practice for Preparing, Cleaning, and Evaluation Corrosion Test Specimens) dengan
mensubtitusikan  data  pennelitian  kedalam  rumus sebagai berikut [6]:
Laju Korosi = 𝐾 .  𝑊

## 𝐴  .  𝑇 .  𝐷
Dimana : K = konstanta (mmpy  8,76 x 10 4 ) W = Kehilangan Berat (gr) D = Densitas (gr/cm 3 ) A = Luas Permukaan (cm 2 )
T = waktu (Jam)

## HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian Basic Sediment and Water
Gambar 2. Hasil pengujian sentrifugal
Gambar  2  merupakan  hasil  pengujian  sentrifugal pada oil  sludge dimana  air,  endapan  pasir,  dan minyak mentah dapat terpisah. Metode sentrifugal merupakan  suatu  metode  pemisahan  partikel berdasarkan  berat  partikel  tersebut  terhadap densitas  layangnya.  Spesimen  uji  terpisah menjadi 3 bagian seperti ditunjukan pada Gambar 2, dimana minyak mentah berada di daerah paling atas  karena  mempunyai  berat  jenis  lebih  ringan dibandingkan  air  dan  endapan  pasir.  Hasil pengujian  sentrifugal  disajikan  dalam  Tabel  1 sebagai berikut:
Tabel 1. Hasil Pengujian Kandungan BS&W Jenis oil sludge Prosentase BS&W Air asin 44% Sludge pond 15%

## Analisis Uji Kekerasan
Gambar 3. Grafik hasil uji kekerasan
Grafik  pada  Gambar  3  menunjukkan bahwa  kekerasan  meningkat  seiring  dengan semakin  besar  beban  bending  yang  diberikan pada  material.  Peningkatan  kekerasan  pada material  dikarenakan  terjadi  pengerasan  regang akibat  deformasi.    Beban  tarik  yang  dikenakan pada  bahan  akan  mengakibatkan  reaksi  berupa regangan,  jika  regangan  masih  dalam  batas kemampuan  bahan  maka  energi  dari  luar  yang berupa  beban  tarik  akan  digunakan  oleh  bahan untuk  mengalami  peregangan  sehingga  energi dalam  bahan  meningkat  atau  disebut internal stress [7]. Analisis Laju Korosi
Gambar 4. Grafik pengaruh gaya bending terhadap korosi pada media oil sludge air asin 44% BS&W
Grafik pada Gambar 4 menunjukkan nilai laju korosi  meningkat  seiring  dengan  semakin  besar beban  bending  yang  diberikan.  Nilai  laju  korosi paling  besar  ialah  41,84  x  10 -2 dengan  beban bending  160  kg.  Pengerjaan  dingin  pada  suatu material  akan  mengakibatkan  deformasi  yang mana  akan  menimbulkan stress  cell.  Stress  cell
terjadi  karena  ada  bagian  yang  mengalami tegangan  berbeda  dengan  bagian  yang  lain. Bagian  yang  mengalami  tegangan  yang  lebih besar  akan  besifat  lebih  anodik  sehingga  akan terkorosi  lebih  cepat  [8]. Oil  sludge air  asin merupakan  endapan  minyak  mentah  yang dieksplorasi dikawasan pantai. Oil sludge air asin mengandung air laut  yang tersusun oleh senyawa NaCl.  NaCl  merupakan  lingkungan  yang  sangat korosif  karena  atom  Cl - akan  berikatan  dengan atom  Fe + .  Reaksi  kimia  dituliskan  sebagai berikut:
Proses ionisasi NaCl          Na + + Cl-
Oksidasi Fe           Fe 2+ + 2e -
Fe 2+ + Cl - FeCl2
Reduksi O 2 + 2H 2 O + 4e            4(OH) -
Hasil reaksi Fe 2+ + 2OH - Fe (OH) 2
Gambar 5. Grafik pengaruh gaya bending terhadap korosi pada media oil sludge pond 15% BS&W
Grafik  pada  Gambar  5  memperlihatkan  laju korosi  pada  perendaman oil  sludge  pond .  Grafik pada  Gambar  5  memperlihatkan  bahwa  semakin besar  beban  bending  yang  diterima  bahan  maka nilai laju korosi akan meningkat. Besar deformasi yang  terjadi  pada  bahan  dapat  mengakibatkan peningkatan  energi  dalam  bahan  sehingga  energi aktivasi akan meningkat. Bagian yang mengalami tekukan  akan  terkorosi  lebih  cepat  karena  pada bagian tersebut bersifat lebih anodik.
Hasil  analisis  pada  grafik  Gambar  4  dan  5 menunjukkan  bahwa  perubahan  kekerasan  akibat perlakuan  dingin  pada  material  berpengaruh terhadap  laju  korosi.  Pengerasan  regang  yang terjadi  menimbulkan stress  cell pada  material sehingga bagian tersebut menjadi lebih anodik.
Hubungan  antara  perubahan  kekerasan  akibat perlakuan dingin terhadap laju korosi ditampilkan dalam grafik pada Gambar 6 sebagai berikut:
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 114 140 160 N il ai K ek er asan (B H N) Beban bending (kg) Nilai Kekerasan 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0 114 140 160 L aj u K o ro si ( mm p y ) Beban bending (kg) 192 Jam 384 Jam 576 Jam
768 Jam 960 Jam 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0 114 140 160 L aj u K o ro si ( mm p y ) Beban bending (kg) 192 Jam 384 Jam 576 Jam 768 Jam
960 Jam
Gambar 6. Hubungan peningkatan kekerasan dengan laju  korosi
Gambar 7 Grafik perbandingan laju korosi oil sludge air asin dan oil sludge pond pada gaya bending 0 kg dan 160 kg
Grafik pada Gambar 7 menunjukkan perbandingan  laju  korosi  antara  media oil  sludge air  asin  dan oil  sludge  pond. Spesimen  dengan beban bending 0 kg media oil sludge air asin 44% BS&W mempunyai  laju  korosi  lebih  besar dibandingkan  spesimen  beban  bending  0  kgf media oil sludge pond 15% BS&W , perbandingan laju  korosi  yaitu  20,58  x  10 -2 :  16,21  x  10 -2 mmpy.  Spesimen  dengan  gaya  bending  160  kg media oil sludge air asin 44% BS&W mempunyai laju  korosi  lebih  besar  dibandingkan  spesimen dengan  beban  bending  160  kg  media oil  sludge pond 15% BS&W , perbandingan laju korosi yaitu 41,84  x  10 -2 :  30,93  x  10 -2 mmpy.  Proses eksplorasi oil  sludge air asin  dilakukan di daerah kawasan  pantai  sehingga  terdapat  kandungan  air laut  yang  tersusun  oleh    senyawa  NaCl  sehingga jika  dibandingkan  dengan oil  sludge  pond media oil  sludge air  asin  akan  lebih  reaktif  terhadap material.
Pengamatan Makro dan Mikro
Gambar 8. Perendaman pada media oil sludge air asin 44% BS&W (a) 192 jam, (b) 384 jam, (c) 576 jam, (d) 768 jam, (e) 960 jam, dengan beban bending 160 kg
a b               c             d              e
Gambar 9. Perendaman media oil sludge pond 15% BS&W (a) 192 jam, (b) 384 jam, (c) 576 jam, (d) 768 jam, (e) 960 jam, dengan beban bending 160 kg
Gambar 8 dan 9 memperlihatkan kondisi fisik spesimen  setelah  direndam  kedalam  media oil sludge .  Semakin  lama  waktu  perendaman  yang diberikan  maka  semakin  banyak  produk  korosi pada  permukaan  spesimen.  Perbandingan  antara perendaman  192  jam  dan  960  jam  terlihat  jelas bahwa  pada  perendaman  960  jam  produk  korosi terlihat menyelimuti seluruh permukaan spesimen. Warna pada permukaan spesimen yang semula  berwarna  keabu-abuan  menjadi  hitam merah kecoklatan, dalam kurun  waktu yang lama permukaan material akan semakin menipis akibat degradasi  dari  reaksi  korosi  yang  berlangsung. Logam  yang  mengalami  korosi  akan  terjadi pengurangan  dimensi  relatif  besar  persatuan waktu.  Permukaan  logam  akan  terkikis  dan menjadi  lebih  tipis  secara  merata  selama  proses korosi berlangsung pada material tersebut [9]. Hasil  foto  mikro  pada  Gambar  10  (c) menunjukan  adanya  retak  pada  permukaan spesimen  akibat  perlakuan  dingin.  Bagian permukaan  material  bersifat  lebih  katodik  karena mendapat  suplai  oksigen  lebih  banyak  sehingga bagian  dalam  cerukan  akan  bersifat  anodik. Bagian  yang  bersifat  anodik  akan  terkorosi  lebih cepat  dan  membentuk  sumur  semakin  dalam selama reaksi korosi berlangsung seperti ditunjukkan  pada  Gambar  10  (c),  jenis  korosi tersebut ialah korosi sumuran. Waktu perendaman yang diberikan pada material akan mempengaruhi kedalaman sumur, semakin lama waktu perendaman  yang  diberikan  maka  sumur  yang terbentuk  akan  semakin  dalam.  Gambar  10 menunjukkan  korosi  merata (uniform  corrosion) menyerang permukaan material, dengan berjalannya  waktu  permukaan  material  akan terkikis akibat reaksi korosi yang berlangsung.
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 93.33 103.33 134 187.66 L aj u K o ro si ( mm p y ) Nilai Kekerasan (BHN) Perendaman selama 960 Jam pada Oil sludge Air Asin Perendaman selama 960 pada Jam Oil Sludge Pond 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 192 384 576 768 960 L aj u K o ro si ( mm p y ) Waktu Perendaman (Jam) Gaya bending 0 kgf, 44% BS&W air asin Gaya bending 160 kgf, 44% BS&W air asin Gaya bending 0 kgf, 15% BS&W sludge pond Gaya bending 160 kgf, 15% BS&W sludge pond
Gambar 10. Foto mikro 200x perbesaran spesimen pada media oil sludge pond 15% BS&W , (a) 0 kg, (b) 114 kg, (c) 140 kg, (d) 160 kg.
Gambar 11. Foto mikro 200x perbesaran spesimen pada media oil sludge air asin 44% BS&W, (a) 0 kg,
(b) 114 kg, (c) 140 kg, (d) 160 kg.
Analisis  pada  Gambar  11  korosi  sumuran ditemukan  pada  material  dengan  beban  bending 114  kg,  140  kg,  dan  160  kg.  Salah  satu  faktor yang  dapat  memicu  munculnya  korosi  sumuran ialah  adanya  deformasi  plastis  yang  terjadi  pada bahan  sehingga  dapat  mengakibatkan  cacat  fisik seperti  retak  pada  permukaan  material  maupun cacat struktur. Deformasi plastis dapat meningkatkan  energi  dalam  pada  material  karena dislokasi  semakin  merapat  sehingga  laju  korosi akan  meningkat.  Merapatnya  dislokasi  pada material  dapat  diketahui  dengan  menganalisis perubahan  kekerasan  material  tersebut.  Hasil
pengujian kekerasan menunjukkan bahwa kekerasan  meningkat  secara  berurutan  seiring dengan semakin besar beban yang diberikan yaitu 93,33 BHN, 103,33 BHN, 134 BHN, dan 187,66 BHN.

## KESIMPULAN
1. Kekerasan  pada  spesimen  meningkat  seiring dengan  semakin  besar  gaya  bending  yang diberikan  karena  terjadi  pengerasan  regang pada  spesimen.  Spesimen  tanpa  bending mempunyai  kekerasan  sebesar  93,33  BHN, spesimen dengan bending 114 kg  mempunyai kekerasan  sebesar  103,33  BHN,  140  kg mempunyai  kekerasan  sebesar  134  BHN,  dan 160  kg  mempunyai  kekerasan  sebesar  187,66 BHN. 2. Jenis  Oil  sludge  sangat  berpengaruh  terhadap peningkatan  laju  korosi  pada  material. Oil sludge air asin dengan 44% BS&W mempunyai  laju  korosi  sebesar  21,25  x  10 -2
mmpy pada spesimen dengan beban bending 0 kg sedangkan oil sludge pond mempunyai laju korosi  sebesar  16,73  x  10 -2 mmpy  pada spesimen  dengan  beban  bending  0  kg.  Hasil perhitungan  dapat  disimpulan  bahwa oil sludge air  asin  lebih  korosif  dibandingkan oil sludge pond . 3. Deformasi  plastis  yang  terjadi  pada  material sangat mempengaruhi laju korosi.
Peningkatan  laju  korosi  untuk  beban  bending 0  kg,  114  kg,  140  kg,  dan  160  kg  masing- masing adalah 21,25 x 10 -2 mmpy, 23,52x 10 -2 mmpy,  28,85  x  10 -2 mmpy,  41,84  x  10 -2
mmpy  pada  perendaman oil  sludge air  asin selama 960 jam dan 16,73 x 10 -2 mmpy, 19,54 x 10 -2 mmpy, 21,52 x 10 -2 mmpy, 30,93 x 10 -2 mmpy  pada  perendaman oil  sludge  pond selama 960 jam.

## SARAN
1. Penelitian selanjutnya diharapkan dapat memberikan  variabel-variabel  berdasarkan kondisi  nyata  di  industri  seperti  laju  aliran, tekanan  pada  pipa,  maupun  temperatur  yang terjadi.  Sehingga  didapat  hasil  yang  lebih akurat  dan  dapat  diimplementasikan  pada industri migas.
2. Penelitian  selanjutnya  diharapkan  melakukan pengujian  karakteristik  kandungan  unsur kimia  pada  oil  sludge  sehingga  dapat diketahui  variabel  yang  mempengaruhi   laju korosi  sehingga  didapat  hasil  yang  lebih akurat.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Al-Sultani,  K.  F.  &  Abdulsada,  S.  A.  2013. Improvement  Corrosion  Resistance  of  Low Carbon  Steel  by  Using  Natural  Corrosion Inhibitor.  International  Journal  of  Advance
Research .  ISSN  2320-5407. Vol.  1  (4):  239- 243;
[2] Trethewey,  K.R.  &  J.  Chamberlain.  1991. Korosi  untuk  mahasiswa  dan  rekayasawan . Jakarta : Gramedia;
[3] Sofyan.,  B.,  T.  2011. Pengantar  Material Teknik . Jakarta: Salemba Teknika;
[4] Ilcham,  Adi.,  Retno,  Dyah  Tri.,  Syahputra, Alan.,Aprianto,  M  Novie.  2013. Pengaruh
Oil  Sludge  Pertamina  Surabaya  Terhadap Kuat Tekan Keramik Tradisional .
Yogyakarta  :  Program  Studi  Teknik  Kimia FTI UPN Veteran Yogyakarta;
[5] ASTM D96-88. 1998. Standard Test Method for  Water  and  Sediment  in  Crude  Oil  by  the Centrifuge Method (Field Procedure) . Internasional,  Annual  Book  of  ASTM Standart. USA;
[6] ASTM  G1-90.  1999. Standart  Practice  for Preparing, Cleaning and Evaluating
Corrosin Test Specimens. ASTM Internasional,  Annual  Book  of  ASTM Standart. USA;
[7] Rusianto,  T.  2009. Perubahan  Laju  Korosi Akibat  Tegangan  Dalam  Dengan  Metode  C- Ring . JURNAL TEKNOLOGI
TECHNOSCIENTIA.  ISSN  1979-8415.Vol. 2. No. 1 Agustus 2009;
[8] Suriadi.,  I.,  K.,  dan  Suarsana.,  I.,  K.  2007. Prediksi  Laju  Korosi  Dengan  Perubahan Besar  Derajat  Deformasi  Plastis  dan  Media Pengkorosi  pada  Material  Baja  Karbon . Jurnal  Ilmia  Teknik  Mesin  CAKRAM.  Vol. 01: 01;
[9] Gunaatmaja,  A.  2011. Pengaruh  Waktu Perendaman  Terhadap  Laju  Korosi  pada Baja  Karbon  Rendah  dengan  Penambahan Ekstrak Ubi Ungu sebagai Inhibitor Organik di  Lingkungan  NaCl  3.5% .  Depok:  FT  UI;