## Analisis kegagalan dan evaluasi sisa umur
duplex filter tank akibat corrosion under insulation pada sistem heat recovery steam generator kapasitas 300.000 BCWEPD
Aidil Dwi Anugerah 1 , Priyo Tri Iswanto 2 , Viktor Malau 2
1 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Jl. Grafika No 2., Daerah Istimewa Yogyakarta, 55281
2 Kelompok Keahlian Rekayasa Material, Laboratorium Bahan Teknik, Yogyakarta
Jl. Grafika No 2., Daerah Istimewa Yogyakarta, 55281
Email korespondensi: aidil.dwi.anugerah@mail.ugm.ac.id

## Abstrak
Tangki duplex filter dalam sistem heat recovery steam generator (HRSG) yang telah beroperasi selama 18 tahun mengalami unplanned shutdown akibat kebocoran. Tangki duplex filter terdiri dari dua tangki yang dilapisi oleh lapisan insulasi untuk menjaga temperatur feedwater sebagai sumber utama produksi uap di HRSG. Namun, seiring dengan operasi  yang terus-menerus serta tangki berada di lingkungan yang lembab,  akibatnya terjadi penurunan tebal tangki disebabkan korosi di bawah isolasi (CUI). Fenomena menyebabkan terjadinya kebocoran yang  mengakibatkan  unplanned  shutdown  dan  loss  production  opportunity  (LPO).  Kajian  ini  bertujuan  untuk mengkaji model kegagalan dan akar penyebab kegagalan guna meningkatkan kehandalan unit serta rekomendasi untuk mencegah CUI pada sistem tangki dan perpipaan. Objek kajian ini adalah sampel tangki duplex filter yang lama  dan  baru.  Metode  yang  digunakan  untuk  mengetahui  kondisi  kedua  sampel  adalah  pengamatan  visual, pengamatan  struktur  mikro,  uji  komposisi  kimia,  uji  tarik,  uji  kekerasan,  dan  uji  laju  korosi.  Hasil  kajian menunjukkan bahwa konsentrasi korosi di bawah insulasi (CUI) pada bagian bawah tangki duplex filter merata dan  terjadi  pada  satu  titik  karena  tebal  tangki  sudah  melebihi  batas  yang  diperbolehkan.  Akar  penyebab kegagalan  tersebut  adalah  karena  adanya  celah antara bahan  isolasi  dengan  tangki  sehingga  memungkinkan lingkungan dan air hujan masuk dan terperangkap di bawah isolasi.
Kata kunci : duplex filter tank, HRSG, insulasi, CUI, laju korosi.

## Abstract
A duplex filter tank in a heat recovery steam generator (HRSG) system which has been operating for 18 years experienced an unplanned shutdown due to leakage. Duplex filter tank consists of two tanks which are covered by an insulation to maintain  the temperature of the feedwater as the main source of  steam production in HRSG. However, along with continuous operation as well as tanks located in a humidity environment, this will affect the degradation of  tank thickness due to corrosion under insulation (CUI). Then, it  will lead to leaks resulting  in unplanned shutdown and loss steam production opportunity (LPO). This study aims to examine the failure model and  the  root  causes  of  failure  in  order  to  increase  the  reliability  of  the  unit  as  well  as  the  appropriate recommendations for preventing CUI in tank and piping systems. The object of this research is the existing duplex filter tank sample and the new duplex filter tank sample. The research method used to determine the condition of the  two  samples  was  visual  observation,  microstructure  observation,  chemical  composition  test,  tensile  test, hardness test, and corrosion rate test. The results showed that the corrosion under insulation (CUI) at the bottom of the duplex filter tank was evenly distributed and at one point occurred due to the thickness of the tank that had exceeded the permissible limit. The root cause of the failure is due to a gap between the insulation and the tank which allow the environment and rainwater to enter and be trapped under the insulation.
Keywords: duplex filter tank, HRSG, isolation, CUI, corrosion rate.

## 1. Pendahuluan
Energi  listrik  merupakan  salah  satu  kebutuhan rumah tangga  maupun  kebutuhan  masyarakat  dunia  industri. Kebutuhan  listrik  dari  tahun  ke  tahun  semakin meningkat  seiring  dengan  pertumbuhan  jumlah penduduk  [7].  Pembangkit  listrik  dibangun  untuk menambah  pasokan  listrik  untuk  kebutuhan  listrik  di suatu  daerah.  Oleh  karena  itu,  pembangkit  listrik memiliki  peran  yang  sangat  besar  pada  semua  sektor masyarakat, sehingga eksistensi kehidupannya menjadi sangat penting [1].
Ada  banyak  jenis  pembangkit  listrik  salah  satunya adalah  pembangkit  listrik  tenaga  gas.  Pembangkit listrik  tenaga  gas  menghasilkan  daya  listrik  melalui siklus  Brayton  [2].  Pembangkit  listrik  tenaga  gas (PLTG) merupakan sebuah pembangkit yang berfungsi untuk mengubah energi panas (hasil pembakaran bahan bakar  gas  dan  udara)  menjadi  energi  listrik  yang bermanfaat [8].
Sistem  kerjanya  yaitu  udara  dihisap  ke  dalam kompresor melalui penyaring udara agar partikel debu tidak  ikut  masuk  ke  dalam  kompresor  tersebut  [3].
Tekanan  udara  dinaikkan  di  dalam  kompresor,  lalu dialirkan ke ruang bakar untuk dibakar bersama bahan bakar  gas  [9].  Campuran  udara  dan  gas  akan menimbulkan  energi  panas  yang  dapat  menghasilkan torsi  untuk  menggerakkan  turbin  yang  terhubung dengan generator.
Gas buang dari pembangkit listrik tenaga gas diteruskan menuju heat recovery steam generator (HRSG). Pada bagian  HRSG  ini,  gas  buang  turbin  mengalir  untuk mengubah air menjadi uap. Uap tersebut dimanfaatkan untuk  proses  produksi  ( cogeneration )  atau  sebagai penggerak turbin uap ( combined cycle ) [10].
Salah  satu  komponen  penting  dalam  sistem  HRSG adalah duplex filter tank . Duplex filter tank berfungsi sebagai tangki penyaring kontaminan yang terkandung pada feedwate r atau air umpan agar air tersebut bersih dari  kontaminan  dan  tidak  akan  merusak boiler  feed water  pump (BFWP)  [11]. Duplex  filter  tank mulai dioperasikan  sejak  tahun  1999  seiring  dengan  mulai beroperasinya  pembangkit  listrik  tenaga  gas  (PLTG) sistem cogeneration ini [12].
Duplex  filter  tank terdiri  dari  dua  buah  tangki  yang diselubungi  oleh  suatu  lapisan  isolasi  agar  menjaga suhu feedwater sebagai  sumber  utama  produksi  uap pada  HRSG  [13].  Namun, operasi  dan  produksi  yang terus-menerus serta tangki terletak di lingkungan yang dapat  menghasilkan  kelembaban  mengakibatkan terjadinya degradasi ketebalan tangki akibat corrosion under insulation (CUI) [14].
Corrosion  under  insulation (CUI)  adalah  salah  satu masalah yang dihadapi industri minyak dan gas saat ini serta biaya pemeliharaannya cukup besar. Menurut para ahli, downtime akibat  CUI  termasuk unplanned shutdown [1].  Kerusakan  akibat  CUI  dapat  berakibat pada  produktivitas,  integritas  aset,  lingkungan, kesehatan,  dan  keselamatan  jika  tidak  diprediksi  dan ditangani dengan baik [2]. Prediksi untuk  CUI sangat sulit karena sistem perpipaan terisolasi dan tidak dapat dilihat  langsung  secara  visual  [3].  Menurut  API  581, laju  korosi  CUI  berada  pada  suhu  operasi  terbatas kisaran -12°C hingga 176°C.
Korosi merupakan degradasi dari sifat material karena interaksi  dengan  lingkungan dan  korosi  dari  sebagian besar bahan logam tidak bisa dihindari, baik di dalam pipa  maupun  permukaan  luar  pipa.  Korosi  pada permukaan luar pipa berkembang perlahan dan sangat sulit untuk dideteksi dan diukur [4].
Peningkatan  aktivitas  korosi  di  bawah  isolasi disebabkan oleh kelembaban yang ada pada permukaan pipa  dengan  isolasi  [15].  Sistem  isolasi  tertutup  ini mengurangi  penguapan  dan  memungkinkan  untuk terjadinya  korosi.  Jika  kelembaban  menembus  isolasi pipa dan mencapai permukaan pipa, maka korosi akan mulai terbentuk [5].
Pada tanggal 2 November 2017, operator yang sedang melakukan  ORDC  ( operator  routine  duty  checklist ) menemukan rembesan air pada tanah yang sumbernya
dari  kebocoran  pada duplex  filter  tank ,  yang ditunjukkan  pada  Gambar  1.  Setelah  itu,  tim maintenance melakukan  pelepasan  isolasi  tangki  dan menemukan  terjadinya  korosi  eksternal  yang  cukup parah pada bagian bawah dari tangki [16].
Gambar 1. Kebocoran pada duplex filter tank .
Dugaan awal dari temuan tersebut yaitu air hujan masuk melalui  celah-celah  yang  ada  pada  isolasi  dan menumpuk  di  dalam  isolasi,  sehingga  menjadi penyebab utama terjadinya corrosion under insulation (CUI) [17].
Kajian  ini  berkaitan  dengan  analisis  kegagalan  dan validasi  material duplex  filter  tank (tangki  B)  yang mengalami  kebocoran  pada  bagian  bawah  tangki, sehingga proses produksi uap terganggu [18].  Setelah terjadi kebocoran pada tangki B, kajian juga dilakukan terkait sisa umur pakai dari tangki A yang secara visual menunjukkan tanda-tanda yang  sama  seperti  tangki B [19].
Investigasi dan identifikasi dilakukan terhadap kondisi dari  insulasi  yang  menyebabkan  korosi  hingga berdampak pada terjadinya kebocoran tangki B. Selain itu, laju korosi dan sisa umur pakai dari tangki A yang juga  mengalami  CUI  juga  dihitung  agar  dapat mengantisipasi  terjadinya  kebocoran  akibat  dari penipisan  tebal  tangki  karena  CUI  serta  cara meminimalisir terjadinya CUI di kemudian hari [20].
Ilustrasi  kerja  dari  sistem duplex  filter  tank A  dan  B dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Ilustrasi kerja sistem duplex filter tank.

## 2. Metode
Bagian ini berisi tata kerja yang telah dilakukan serta ditulis  dengan  jelas,  sehingga  kajian  yang  telah dilakukan dapat diulang dengan hasil yang sama.
Prosedur  pengujian  dilakukan  pada  spesimen  yang lebih  dahulu  telah  dipersiapkan.  Adapun  metode- metode  pengujian  yang  dilakukan  dalam  kajian  ini adalah sebagai berikut.

## Pengamatan Visual
Pengamatan  visual  dilakukan  sebagai  tahapan  awal analisis  kerusakan  dan  sebagai  acuan  penentuan pengujian  yang  harus  dilakukan  selanjutnya. Pengamatan visual ini dilakukan dengan menggunakan kamera digital  dan  analisis  visual.  Pengamatan  visual dilakukan pada dua buah sampel dari duplex filter tank yang lama dan yang baru. Hal yang diperhatikan pada pengamatan visual yaitu permukaan kedua sampel dan ketebalan dari sampel yang diuji.

## Pengukuran Tebal Tangki
Dalam  menentukan  umur  dari  sebuah  peralatan  yang diakibatkan  oleh  korosi,  laju  korosi  adalah  variabel terpenting di dalam perhitungan. Laju korosi ditentukan oleh  dua  pembacaan  tebal  peralatan  dibagi  interval waktu  pembacaan.  Pengukuran  tebal  pada  kedua spesimen dilakukan dengan menggunakan 3 alat ukur yaitu  jangka  sorong,  mikrometer,  dan ultrasonic thickness gauge yang ditunjukkan pada Gambar 3.
Penentuan  laju  korosi  dibagi  menjadi  dua  yaitu  laju korosi jangka pendek dan laju  korosi jangka panjang. Laju  korosi  jangka  pendek  ditentukan  oleh  dua pembacaan tebal terbaru, sedangkan laju korosi jangka panjang ditentukan  oleh  pembacaan  tebal  terbaru  dan yang diambil lebih awal pada masa pakai peralatan.
Gambar 3. Pengukuran tebal menggunakan jangka sorong, mikrometer, dan ultrasonic thickness gauge.
Persamaan  laju  korosi  (CR)  dan  perkiraan  sisa  umur (RLA) menggunakan Persamaan 1, Persamaan 2, dan Persamaan 3 berikut.
𝐶𝑅 = ( ) (1)
𝐶𝑅
= ( ) ( 2) 𝑅𝑒𝑚𝑎𝑖𝑛𝑖𝑛𝑔 𝐿𝑖𝑓𝑒 = (3)
dengan,
t initial = tebal saat awal masa pemakaian (mm)
t actual = tebal saat pemeriksaan terakhir (mm)
t previous = tebal sebelum pemeriksaan terakhir (mm)
t required =  tebal  minimum  agar  peralatan  masih  bisa digunakan (mm)
Tebal minimum tangki pada arah circumferential agar peralatan masih bisa digunakan dapat dihitung melalui Persamaan 4 berikut.
𝑡 = . . . , (4)
Tebal minimum pada arah longitudinal agar peralatan masih  bisa  digunakan  dapat  dihitung  melalui Persamaan 5 berikut.
𝑡 = . . ,
(5)
dengan,
P = tekanan di dalam tangki (kPa)
R = jari-jari luar tangki (mm)
S = tegangan maksimum yang diperbolehkan (kPa)
E = faktor kualitas longitudinal tangki

## Uji Tarik
Uji  tarik  merupakan  suatu  pengujian  yang  dilakukan untuk  mengukur  kemampuan  suatu  bahan  terhadap penerapan beban statis secara lambat. Tujuan dilakukan uji tarik adalah untuk mengetahui sifat mekanis suatu material yang diuji.

## Uji Kekerasan
Uji  kekerasan  dilakukan  untuk  mengetahui  tingkat kekerasan  masing-masing  permukaan  material  dalam menahan  goresan,  indentasi,  ataupun  penetrasi  yang dilakukan oleh sebuah indentor. Mesin yang digunakan untuk  uji  kekerasan  metode Vickers adalah  merk Buehler Hardness Tester .

## Uji Komposisi
Uji komposisi dilakukan untuk mengetahui komposisi dari material yang digunakan, sehingga dapat diketahui karakteristik  dari  material  tersebut.  Mesin  yang digunakan  untuk  uji  komposisi  adalah  mesin spektrometer.

## Uji Pengamatan Struktur Mikro
Uji  pengamatan  struktur  mikro  dilakukan  untuk mengetahui hubungan antara hasil metalografi dengan sifat atau karakter dari perlakuan yang pernah dialami oleh  suatu  material.  Alat  yang  digunakan  adalah mikroskop optik.

## Uji Laju Korosi
Uji laju korosi dilakukan untuk mengetahui laju korosi dari  penentuan  parameter  potensial  korosi,  tahanan korosi, dan arus korosi melalui kurva polarisasi ( E vs log I ). Uji korosi dilakukan dengan  menggunakan sel tiga  elektroda  yang  dihubungkan  ke  potensiostat  dan seperangkat komputer sebagai pengolah data.
Untuk  mempercepat  terjadinya  korosi,  maka  antara elektroda  kerja  dan  elektroda  acuan  diberi  tegangan, Saat terjadi korosi, arus yang dihasilkan dari elektroda kerja  kemudian  akan  dialirkan  ke  luar  larutan  oleh elektroda pembantu yang terbuat dari karbon.
Arus yang dialirkan ini akan terukur oleh potensiostat dan akan didapatkan hasil data berupa kurva Tafel juga besarnya rapat arus ( I corr ). Penentuan harga rapat arus korosi secara tepat sangat diperlukan, karena rapat arus
korosi sebanding dengan laju korosi suatu logam dalam lingkungannya.
Persamaan untuk menghitung laju korosi [6] dalam mils (0,001 in) per year (mpy) ditunjukkan pada Persamaan 6 berikut.
CR = 0,129 I / ρ Ew (6)
dengan CR = laju korosi (mpy), ρ = berat jenis (gr/cm 3 ), I =  kerapatan  arus  korosi  (μA/cm 2 ), E w =  berat equivalen (N EQ -1 ).
Untuk  perhitungan  laju  korosi  sebuah  logam paduan/ alloy ,  membutuhkan  berat  ekuivalen  dari masing masing elemen utama penyusun paduan logam tersebut  [6].  Total  number  equivalent  (N EQ )  dapat dituangkan kedalam Persamaan 7 berikut.
NEQ = 𝛴 ∗ (7)
dengan f i = massa fraksi (%), n i = elektron valensi,
a i = berat atom (gram/mol), N EQ = berat ekuivalen = E w .

## 3. Hasil dan Pembahasan

## Pengamatan Visual
Pengamatan  visual  dilakukan  terhadap  spesimen material  dari  potongan duplex  filter  tank yang mengalami korosi dan potongan duplex filter tank yang baru, seperti ditunjukkan pada Gambar 4 di bawah ini.
Gambar 4. Sampel material dari potongan duplex filter tank yang mengalami CUI dan potongan duplex filter tank yang baru.
Pada sampel material yang mengalami korosi, terlihat jelas  pada  bagian  luar  terjadi  korosi  eksternal  dan terlihat  tanda-tanda  penipisan  tebal  dari  sampel material. Sementara untuk sampel material yang baru, tidak  terdapat  korosi  yang  terjadi  maupun  degradasi ketebalan yang terjadi.

## Pengukuran Tebal Tangki
Berikut hasil pengukuran tebal untuk kedua spesimen dengan menggunakan tiap alat pengukuran.
Tabel 1. Pengukuran tebal menggunakan jangka sorong.
Spesimen
Pengukuran (dalam mm) 1 2 3 4 5 6 Spesimen Lama 9,448 9,347 4,368 3,860 9,931 9,296 Spesimen Baru 12,014 12,242 12,217 12,166 12,141 12,268
Tabel 2. Pengukuran tebal menggunakan mikrometer.
Spesimen Pengukuran (dalam mm)
1 2 3 4 5 6 Spesimen Lama 9,55 9,48 4,49 3,88 10,15 9,22 Spesimen Baru 12,05 11,96 11,88 12,10 11,85 12,15
Tabel  3. Pengukuran  tebal  menggunakan  ultrasonic thickness gauge.
Spesimen Pengukuran (dalam mm)
1 2 3 4 5 6 Spesimen Lama 8,22 7,84 4,68 3,45 9,12 8,99 Spesimen Baru 12,05 11,98 12,10 12,11 12,06 12,22
Dari hasil pengukuran dengan menggunakan ketiga alat ukur,  diketahui  bahwa  degradasi  tebal  material spesimen  lama  terjadi  dengan  tebal  minimum  yang diperoleh yaitu sekitar 3,45 mm. Hal ini menunjukkan material duplex filter tank mengalami korosi eksternal yaitu corrosion  under insulation yang mengakibatkan penipisan tebal tangki akibat dari air hujan yang masuk melalui celah antara tangki dengan rockwool insulation dan  kemudian terperangkap dalam waktu yang cukup lama.
Perhitungan  sisa  umur  pakai  dilakukan  setelah mendapatkan  hasil  pengukuran  tebal  dengan menggunakan  alat ultrasonic  thickness  gauge .  Hasil pengukuran  tebal  selanjutnya  akan  disebut  dengan t actual . Nilai t initial merupakan nilai tebal yang dijadikan acuan dasar dari ASTM A36 yaitu sesuai standar. Nilai t previous merupakan nilai tebal hasil pengukuran sebelum pengukuran  terakhir  yang  dilakukan.  Setelah mendapatkan  nilai  hasil  pengukuran  aktual,  maka selanjutnya  dilakukan  perhitungan  batas  tebal  yang diizinkan,  laju  korosi,  dan  sisa  umur  pakai.  Hasil perhitungan  sisa  umur  pakai duplex  filter  tank A disajikan pada Tabel 4 berikut ini.
Tabel 4. Perhitungan sisa umur pakai duplex filter tank A.
Hasil perhitungan sisa umur pakai dari duplex filter tank A yaitu sekitar 2,72 tahun atau sekitar 2.533,71 hari dari pengukuran tebal tangki yang dilakukan pada 14 Maret 2022,  sehingga duplex  filter  tank A  masih  dapat beroperasi setidaknya hingga 16 November 2024.

## Uji Tarik
Uji kekuatan tarik material dilakukan untuk mengetahui sifat  mekanis  material  dengan  melakukan  pengujian sesuai  standar  ASTM  E8.  Spesimen  yang  telah dibentuk  sesuai  standar  diuji  pada  mesin  uji  tarik Servopulser (lihat  Gambar  5).  Beban  maksimal  yang implementasikan pada spesimen uji tarik sebesar 10 ton atau 50% dari beban maksimal mesin.
Gambar 5. Spesimen lama dan baru setelah dilakukan uji tarik.
Pengujian ini menghasilkan dua tegangan ( stress ) yakni tegangan  luluh  ( yield  stress / σ y )  dan  tegangan  tarik maksimum  ( ultimate  tensile  stress / σ uts ).  Dengan mengetahui  nilai  tegangan  tarik  maksimum  ( ultimate tensile  stress ),  maka  dapat  diketahui  nilai  kekuatan tarik ( ultimate strength ), sedangkan dari nilai tegangan luluh ( yield stress ) dapat diketahui nilai kekuatan luluh ( yield  strength ).  Hasil  perhitungan  kekuatan  tarik ditunjukkan pada Tabel 5 berikut ini.
Tabel  5. Hasil  perhitungan  kekuatan  tarik  spesimen  lama dan spesimen baru vs standar material ASTM A-36
Spesimen σ uts σ y ( MPa ) ( MPa ) Spesimen Lama 538,9 324,4 Spesimen Baru 521,1 308,7 Standar Material A-36 400 – 550 250 ( Min )
Dari Tabel 4. diperoleh kekuatan tarik material tangki ASTM  A-36  spesimen  lama  sebesar  538,9  MPa  dan kekuatan  luluh 353,31 MPa. Hasil kekuatan tarik dan kekuatan luluh dari spesimen baru yaitu secara berturut- turut  sebesar  521,1  MPa  dan  308,7  MPa.  Jika dibandingkan dengan standar material A-36, maka hasil kekuatan tarik dan kekuatan luluh dari spesimen lama dan  spesimen  baru  yang  diuji  memenuhi  standar spesifikasi  ASTM  A-36.  Hal  ini  juga  mengonfirmasi bahwa  material  yang  digunakan  adalah  benar  baja karbon ASTM-A36.

## Uji Kekerasan
Uji kekerasan pada spesimen dilakukan dengan metode Vickers dengan  alat Buehler  Hardness  Tester .  Beban yang digunakan sebesar 240 N.
Gambar 6. Spesimen uji kekerasan (spesimen lama dan spesimen baru).
Hasil  uji  kekerasan  pada  permukaan  spesimen  (lihat Gambar  6)  dihitung  sesuai  dengan  standar  ASTM E384. Hasil perhitungan terlihat pada Tabel 6.
Tabel  6. Hasil  perhitungan  kekerasan  spesimen  lama dan spesimen baru vs standar material ASTM A-36.
Spesimen VHN Spesimen Lama 148 Spesimen Baru 147 Standar Material A-36 125 - 170
Hasil uji kekerasan untuk spesimen lama dan spesimen baru menurut data perhitungan pada Tabel 2 berturut- turut adalah 148 VHN dan 147 VHN.
Hasil  uji  kekerasan  yang  diperoleh  jika  dibandingkan dengan  standar  material  ASTM  A-36  yaitu  dengan
rentang 125 - 170 VHN, maka uji kekerasan spesimen tangki baja ASTM A-36 memenuhi standar.

## Uji Komposisi
Komposisi  kimia  yang  terdapat  dalam  material diketahui  dari  hasil  uji  komposisi.  Pengujian  ini menggunakan  mesin  Spektrometer  dengan  program FELAST.  Komposisi  dari  material  dapat  dilihat  pada Tabel 7.
Tabel  7. Komposisi  kimia  spesimen  lama  dan  spesimen baru (wt%).
Spesimen Lama Spesimen Baru Unsur % % C 0,2230 0,2386 Si 0,2225 0,1445 Mn 0,9519 0,2963 P 0,0083 0,0110 S 0,0046 0,0033 Cr 0,0306 0,0167 Al 0,0268 0,0345 Sn 0,0053 0,0002 Cu 0,0207 0,0115 Ni 0,0168 0,0163 Mo 0,0048 0,0029 W 0,0000 0,0000 Ti 0,0021 0,0008 Nb 0,0010 0,0000 V 0,0034 0,0011 Co 0,0037 0,0017 Pb 0,0011 0,0008 Ca 0,0028 0,0008 Zn 0,0033 0,0019 Fe 98,46 99,21
Sedangkan  apabila  dibandingkan  dengan  standar ASTM-A36,  maka  akan  diperoleh  perbandingan komposisi kimia sesuai Tabel 8.
Tabel  8. Perbandingan  komposisi  kimia  material  dengan standar ASTM A-36 (wt%).
Komposisi C Cu Mn P S Si Fe Spesimen Lama 0,2230 0,0207 0,9519 0,0083 0,0046 0,2225 Balance Spesimen Baru 0,2386 0,0115 0,2963 0,0110 0,0033 0,1445 Balance Standar ASTM A-36 0,2500 0,2000 1,0300 0,0400 0,0500 0,2800 Balance
Gambar 7. Hasil uji komposisi dari spesimen lama dan spesimen baru.
Hasil perbandingan tersebut juga menunjukkan bahwa komposisi kimia utama pada kedua spesimen uji yang digunakan  (lihat  Gambar  7)  dalam  kajian  ini  berada dalam  batas  standar  yang  diijinkan  sesuai  dengan standar ASTM-A36.

## Uji Pengamatan Struktur Mikro
Uji pengamatan struktur mikro material pada kajian ini dianalisis  dengan  menggunakan  mikroskop  optik. Spesimen  standar  sesuai  prosedur  uji  metalografi (pengamplasan, pemolesan, dan etsa)  disiapkan untuk pengujian  struktur  mikro.  Hasil  pengamatan  struktur mikro  yang  dilakukan  pada  spesimen  lama  dan spesimen  baru  dari  baja  karbon  ASTM-A36 ditunjukkan berturut-turut pada Gambar 8 dan Gambar 9.
Gambar 8. Struktur mikro material spesimen lama ASTM A-36 dengan 200x pembesaran.
Gambar 9. Struktur mikro material spesimen baru ASTM A-36 dengan 200x pembesaran.
Butiran  ferit  ( ferrite )  ditunjukkan  oleh  butiran  yang berwarna  lebih  terang,  sedangkan  butiran  perlit ( pearlite ) berwarna lebih gelap. Sebaran ferit dan perlit merupakan  struktur  khas  paduan  baja  karbon  rendah. Ferit  dikenal  sebagai  struktur  besi  murni  dengan struktur BCC ( Body Centre Cubic ) yang bersifat lunak dan ulet. Perlit menggabungkan dua sifat struktur yakni, kekerasan dan kekuatan sementit dengan keuletan ferit yang merupakan sifat dominan dari paduan baja.
Hasil  pengamatan  mikrostruktur  di  bawah  mikroskop untuk spesimen lama ditunjukkan pada Gambar 8 dan untuk  spesimen  baru  ditunjukkan  pada  Gambar  9. Struktur  mikro  baik  pada  spesimen  lama  maupun spesimen baru merupakan ferit dan perlit. Pada sampel lama terlihat mulai terjadinya korosi mula pada tepian spesimen  yang  kemudian  merambat  menuju  bagian tengah spesimen. Korosi yang terjadi merupakan korosi eksternal  dan  mempengaruhi  bagian  permukaan  luar material  dan  membuat  terjadinya  degradasi  material. Sementara  itu  untuk  spesimen  baru  terlihat  struktur mikronya  masih  padu  dan  tidak  terjadi  korosi  sama sekali.

## Uji Laju Korosi
Laju  korosi  dipengaruhi  oleh  kerapatan  arus  ( I corr ), berat ekuivalen atom-atom penyusun material ( E w ) dan berat  jenis  material  ( ρ ).  Perhitungan  laju  korosi  pada sebuah  logam  paduan  membutuhkan  berat  ekuivalen ( Ew )  dari  masing-masing  elemen  utama  penyusun paduan  logam  tersebut.  Perhitungan  berat  ekuivalen material dapat dilihat pada Tabel 9.
Tabel 9. Perhitungan berat ekuivalen material.
Unsur Komposisi ( % ) Elektron Valensi Berat Atom ( gr/mol ) N EQ ( mol/gr ) Fe 98,46 2 55,85 0,035114 Mn 0,9519 2 54,94 0,000261 C 0,223 4 12,01 0,000660 Si 0,2225 4 28,09 0,000312 Σ NEQ 0,036349
Dari Tabel 9, maka perhitungan berat ekuivalen adalah:
E w = 1/ N EQ = 1/0,036349 = 27,5107
Laju korosi dapat dihitung dengan memasukkan hasil pengujian ke dalam persamaan berikut.

## 𝐶𝑅 = 0,129 𝐸
CR LHI = 11,5753 mpy   | CR BHI = 14,2865 mpy
CR LH = 23,4481 mpy   | CR BH = 18,7608 mpy
Gambar 10. Grafik potensial vs current sampel lama dan baru A-36 dengan air hujan dan air hujan + insulation .
Pengujian  laju  korosi  dengan  spesimen  lama  dan spesimen  baru  dari  baja  karbon  rendah  A-36  di lingkungan air hujan tanpa rockwool insulation ( LH dan BH ) dan  di  lingkungan  air  hujan  dengan rockwool insulation ( LHI dan BHI ) grafik Tafel ditunjukkan pada Gambar 10.
Tabel  10. Laju  korosi  pada  tiap  spesimen  dengan  media berbeda.
Media I corr E corr Laju Korosi ( µA/cm 2 ) ( mV ) ( mpy ) ( mm/year ) L H I 25,441 -30,210  11,5753 0,29401 B H 41,234 -120,74  18,7608 0,47653 B H I 31,400 -14,557  14,2865 0,36288 L H 51,536 -170,28  23,4481 0,59558
Dari  Tabel  10 di  atas  dapat  dilihat  bahwa  laju  korosi spesimen  lama  di  lingkungan  air  hujan  ( LH )  adalah 23,44 mpy atau 0,595 mm/ year , sedangkan laju korosi spesimen  baru  di  lingkungan  air  hujan  ( BH )  adalah 18,76 mpy atau 0,476 mm/ year . Selanjutnya, hasil laju korosi spesimen lama di lingkungan air hujan ditambah rockwool insulation ( LHI ) adalah 11,57 mpy atau 0,294 mm/ year ,  sedangkan  laju  korosi  spesimen  baru  di lingkungan  air  hujan  ditambah rockwool  insulation ( BHI ) adalah 14,28 mpy atau 0,362 mm/ year .
Perhitungan  sisa  umur  pakai dilakukan pada keempat spesimen  uji  laju  korosi  dengan  acuan  tahun pemasangan dan pengoperasian awal duplex filter tank yaitu tahun 1999. Hasil perhitungan tersebut disajikan pada Tabel 11 di bawah ini.
Tabel 11. Perhitungan sisa umur pakai tiap spesimen uji laju korosi.
Hasil  perhitungan  sisa  umur  pakai  spesimen  uji  laju korosi pada spesimen lama dan baru dengan air hujan tanpa rockwool insulation ( LH dan BH ) yaitu sekitar 16 tahun  dan  20  tahun.  Sementara  itu,  hasil  perhitungan sisa umur pakai spesimen uji laju korosi pada spesimen lama  dan  baru  dengan  air  hujan  ditambah rockwool insulation ( LHI dan BHI ) yaitu sekitar 26 tahun dan 32 tahun. Hal ini menunjukkan bahwa material A-36 akan lebih  rendah  laju  korosi  dan  makin  tinggi  umur pakainya  jika  dilapisi  dengan rockwool  insulation dibandingkan  dengan  material  A-36  tanpa  dilapisi rockwool insulation .

## 4. Kesimpulan
Hasil pengujian pengamatan struktur mikro menunjukkan bahwa terdapat korosi mula pada bagian tepi spesimen duplex filter tank yang merambat hingga bagian  tengah  permukaan  atas  spesimen.  Korosi tersebut  termasuk  dalam  korosi  eksternal  dan  sesuai dengan  kejadian  di  lapangan  yaitu duplex  filter  tank yang mengalami corrosion under insulation (CUI).
Akar penyebabnya adalah adanya celah di antara tangki dan  insulasi  yang  menyebabkan  masuknya  air  hujan melalui celah tersebut, mengendap dalam waktu yang lama, dan selanjutnya mengakibatkan terjadinya CUI.
Pengujian  dan  perhitungan  laju  korosi  menunjukkan bahwa  laju  korosi  pada  spesimen  lama  dan  spesimen baru  lebih  tinggi  pada  pengujian  laju  korosi  pada lingkungan air hujan tanpa rockwool insulation ( LH dan BH ) dibandingkan  dengan  di  lingkungan  air  hujan ditambah rockwool  insulation ( LHI dan BHI ).  Maka dari  itu, rockwool  insulation harus  dipasang  secara benar  dan  tepat  pada  tangki  maupun  pipa,  sehingga tidak membentuk celah yang dapat membuat air hujan masuk ke dalam sistem insulasi tersebut.
Duplex filter tank A mempunyai sisa umur pakai sekitar 2,72 tahun atau sekitar 2.533,71 hari dari pengukuran tebal  tangki  yang  dilakukan  pada  14  Maret  2022, sehingga duplex  filter  tank A  masih  dapat  beroperasi setidaknya hingga 16 November 2024.
Pemasangan rockwool  insulation disarankan  untuk tetap dilakukan pada duplex filter tank A karena tangki tersebut masih dapat dioperasikan. Hasil pengujian dan validasi  material  menunjukkan  bahwa  sifat  material tangki A masih  cukup  baik. Hal ini dapat dilihat dari hasil  pengujian  komposisi  kimia  maupun  sifat mekaniknya.

## Ucapan Terima Kasih
Ucapan  terima  kasih  disampaikan  kepada  PT Pertamina Hulu Rokan, PT PLN Migas Energy, serta Departemen  Teknik  Mesin  dan  Industri,  Fakultas Teknik,  Universitas  Gadjah  Mada  atas  dukungan selama kajian ini dilakukan, sehingga kajian ini dapat terselesaikan.

## Daftar Pustaka
[1] Geary, W., 2013, Analysis of a corrosion under insulation  failure  in  a  carbon  steel  refinery hydrocarbon  line,  Case  Studies  in  Engineering Failure Analysis, 1. 249–256, 10.1016/j.csefa.2013.09.001.
[2] Javaherdashti,  Reza.  2014,  Corrosion  under Insulation  (CUI)  A  review  of  essential knowledge and practice, J. of Materials Science and Surface Engineering, 1. 36-43.
[3] Mohsin,  K.M.,  Mokhtar,  A.A.,  Tse,  P.W.. (2019).  A  fuzzy  logic  method:  Predicting corrosion  under  insulation  of  piping  systems with modelling of CUI 3D surfaces. International Journal of Pressure Vessels and Piping, Volume 175, 103929, ISSN 0308-0161.
[4] Moon,  Sunghye,  Tateno,  S.,  Matsuyama,  H. (2010)  Efficient  management  method  of corrosion  under  insulation  using  Group numbering  of  continuous  conditions.  590- 595.10.1109/ICCAS.2010.5669864.
[5] Caines, Susan, Khan, F., Zhang, Y., Shirokoff, J. (2017)  Simplified  electrochemical  potential noise method to predict corrosion and corrosion rate.  Journal  of  Loss  Prevention  in  the  Process Industries. Volume 47. Pages 72-84. ISSN 0950- 4230.
[6] Jones, D. A. (1996). Principle and Prevention of Corossion  (2  ed).  New  Jersey,  USA:  Prentice- Hall, Inc.
[7] Maleque, M. A., and Salit, M.S., 2013, Materials Selection and Design , Springer, London.
[8] Meyers, M., and Chawla, K., 2008, Mechanical Behaviour  of  Material,  Cambridge  university press.
[9] Mohsin, K.M., Mokhtar, A.A., Tse, P.W., 2019, A  fuzzy  logic  method:  Predicting  corrosion under  insulation  of  piping  systems  with modelling  of  CUI  3D  surfaces,  International Journal of Pressure Vessels and Piping, Volume
175, 103929, ISSN 0308-0161.
[10] Moon,  Sunghye,  Tateno,  S.,  Matsuyama,  H., 2010, Efficient management method of corrosion under  insulation  using  Group  numbering  of continuous conditions,
590-595. 10.1109/ICCAS.2010.5669864.
[11] NACE  International.  2011.  Internal  Corrosion for  Pipelines.  Houston,  USA:  The  Corrosion Society.
[12] Nishida,  S.I.,  1992,  Failure  analysis  in engineering application,
Butterworth- Heinemann Ltd.
[13] ASM  International.  In:  ASM  Handbook,  2005, Failure  Analysis  and  Prevention.  Vol.  11,
Materials Park, OH.
[14] DJ,  Wulpi.,  1999,  Understanding  How Components  Fail,  Second  Edition,  Materials Park, Ohio, USA: ASM International.
[15] DP, Dennies., 2005, How to Organize and Run a Failure Investigation, ASM International.
[16] O’Donoghue,  Mike,  Datta,  V.,  Fletcher,  I., Sykes, G., 2019, Low temperature curing coating technology  for  corrosion  under  insulation mitigation, E3S Web Conf. 121 05002.
[17] Otegui,  J,  L.,  2014,  Failure  Analysis, Fundamental  and  Applications  in  Mechanical Components, Springer, New York.
[18] R.W., Revie, and Uhlig, H.H., 2008, Corrosion and  Corrosion  Control,  An  Introduction  to Corrosion Science and Engineering, 4th Edition, John Wiley & Sons, New Jersey.
[19] Velazquez J.L., 2018, Fractography and failure analysis, Structural integrity 3, Springer.
[20] Zheng,  J.  P.,  &  Roy,  D.  2002.  The  Role  of Glycine in the Chemical Mechanical
Planarization of Copper. 149, pp. G352-361.