Proteksi katodik

Proteksi katodik adalah teknik yang digunakan untuk mengendalikan korosi pada permukaan logam dengan menjadikan permukaan logam tersebut sebagai katode dari sel volta. Proteksi katodik ini merupakan metode yang umum digunakan untuk melindungi struktur logam dari korosi. Sistem proteksi katodik ini biasanya digunakan untuk melindungi baja, jalur pipa, tangki, tiang pancang, kapal, anjungan lepas pantai dan selubung sumur minyak di darat. Efek samping dari penggunaan yang tidak tepat adalah timbulnya molekul hidrogen yang dapat terserap ke dalam logam sehingga menyebabkan kegetasan hidrogen. Proteksi katodik adalah cara yang effektif dalam mencegah keretakan karena korosi.

Sejarah 
Proteksi katodik pertama kali diterapkan pada tahun 1852, ketika Sir Humphry Davy, salah seorang perwira angkatan laut Inggris, melekatkan sebongkah besi pada bagian luar badan kapal berlapis tembaga yang terendam air. Besi cenderung lebih mudah mengalami korosi yang menimbulkan karat dibandingkan dengan tembaga sehingga ketika dilekatkan pada badan kapal, laju korosi pada tembaga akan menjadi turun.

Proteksi katodik galvanik 
Pada saat ini, galvanik atau anode tumbal dibuat dalam berbagai bentuk dengan menggunakan logam paduan dari seng, magnesium dan alumunium. Potensial elektrokimia, kapasitas arus, dan laju konsumsi dari campuran logam ini lebih besar sebagai proteksi katodikdaripada besi.

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

Proteksi katodik arus impresi 
Pada struktur bangunan yang lebih besar, anode galvanik tidak dapat secara ekonomis mengalirkan arus yang cukup untuk melakukan perlindungan yang menyeluruh. Sistem proteksi katodik arus impresi menggunakan anode yang dihubungkan dengan sumber arus searah yang dinamakan penyearah proteksi katodik. Anode untuk sistem proteksi katodik arus impresi dapat berbentuk batangan tubular atau pita panjang dari berbagai material khusus. Material ini dapat berupa campuran besi dan silikon, grafit, campuran logam oksida, platina dan niobium serta material lainnya.

Tipe sistem proteksi katodik arus impresi yang umum untuk jalur pipa terdiri dari penyearah bertenaga arus bolak-balik dengan output arus searah maksimum antara 10-50 Ampere dan 50 Volt. Terminal positif dari keluaran arus searah tersebut dihubungkan melalui kabel ke anode-anode yang ditanam di dalam tanah. Banyak aplikasi menanam anode hingga kedalaman 60 m (200 kaki) dengan diameter lubang 25 cm (10 inci) serta ditimbun dengan material yang dapat meningkatkan performa dan umur dari anode. Sebuah kabel berkapasitas sesuai dengan arus yang timbul menghubungkan terminal negatif penyearah dengan jalur pipa. Output operasi yang dihasilkan dari penyearah diatur pada tingkat optimal oleh seorang ahli proteksi katodik setelah sebelumnya melakukan berbagai pengujian termasuk diantaranya pengukuran potensial elektrokimia.

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

Pemanfaatan

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

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

Referensi 
 A.W. Peabody, Peabody's Control of Pipeline Corrosion, 2nd Ed., 2001, NACE International. ISBN 1-57590-092-0
 Davy, H., Phil. Trans. Roy. Soc., 114,151,242 and 328 (1824)
 Ashworth V., Corrosion Vol. 2, 3rd Ed., 1994, ISBN 0-7506-1077-8
 Baeckmann, Schwenck & Prinz, Handbook of Cathodic Corrosion Protection, 3rd Edition 1997. ISBN 0-88415-056-9
 Scherer, L. F., Oil and Gas Journal, (1939)
 ASTM B843 - 07 Standard Specification for Magnesium Alloy Anodes for Cathodic Protection
 ASTM B418 - 09 Standard Specification for Cast and Wrought Galvanic Zinc Anodes
 Roberge, Pierre R, Handbook of Corrosion Engineering 1999 ISBN 0-07-076516-2
 NACE International Paper 09043 Coatings Used in Conjunction with Cathodic Protection - Shielding vs Non-shielding Coatings
 NACE International TM0497-2002, Measurement Techniques Related to Criteria for Cathodic Protection on Underground or Submerged Metallic Piping Systems
 Transportation Safety Board of Canada, Report Number P99H0021, 1999 
 Britton, Jim. Corrosion98, 1998 
 Covino, Bernard S, et al., Performance of Zinc Anodes for Cathodic Protection of Reinforced Concrete Bridges, Oregon Dept of Transport & Federal Highway Administration, March 2002
 UK Highways Agency BA 83/02; Design Manual for Roads and Bridges, Vol.3, Sect.3, Part 3, Cathodic Protection For Use In Reinforced Concrete Highway Structures.   (Retrieved 2011-01-04)
 Daily, Steven F, Using Cathodic Protection to Control Corrosion of Reinforced Concrete Structures in Marine Environments (published in Port Technology International)
 Gummow, RA, Corrosion Control of Municipal Infrastructure Using Cathodic Protection. NACE Conference Oct 1999, NACE Materials Performance Feb 2000
 EN 12473:2000 - General principles of cathodic protection in sea water
 EN 12499:2003 - Internal cathodic protection of metallic structures
 NACE RP0100-2000 Cathodic Protection of Prestressed Concrete Cylinder Pipelines
 BS 7361-1:1991 - Cathodic Protection
 SAE International Paper No. 912270 Robert Baboian, State of the Art in Automobile Cathodic Protection, Proceedings of the 5th Automotive Corrosion and Prevention Conference, P-250, Warrendale, PA, USA, August 1991
 US Army Corps of Engineers, Engineering manual 1110-2-2704, 12 July 2004

Pranala luar 
 NACE International  (dahulu National Association of Corrosion Engineers) - Perkumpulan profesiaonal mengenai korosi
 http://events.nace.org/library/corrosion/CP/Introduction.asp 
 US Army Corps of Engineers, "Engineering and Design - Cathodic Protection Systems for Civil Works Structures ", Engineering manual 1110-2-2704, 12 July 2004
 Murdani "Corrosion Engineer" Website for corrosion engineer
 Institute of Corrosion - A technical society based in the UK
 Glossary  - A comprehensive glossary of cathodic protection and corrosion terms
 Cathodic Protection  - Cathodic Protection Theory and useful documents on Cathodic Protection
 Cathodic Protection 101 - Cathodic Protection 101, a beginner's guide
 National Physics Laboratory  - Short introductory paper on cathodic protection
 USDOT CFR 192.112 - USDOT regulations CFR 192.112 requiring the use on non-shielding corrosion coating systems on steel pipe using alternative maximum allowable operation pressure.
 Offshore Cathodic Protection Methods - Offshore specific cathodic protection methods
 Cathodic Protection - PT. Anugrah Kita Cathodic Protection

Kimia