Pendahuluan
Distribusi minyak, gas, uap air, dan uap air kering ke pengguna dipindahan melalui sistem perpipaan yang jaraknya puluhan km, ratusan km atau bahkan ribuan km dari sumbernya. Pengiriman ini disamping mempunyai kapasitas besar, tidak mengganggu mode transpotasi darat, aman, tidak bergantung pada kondisi cuaca. Seiring dengan instalasi dan pemakaian untuk menyalurkan fluida ini, pipa berinteraksi dengan lingkungan sekitarnya.
Dampak dari interaksi pipa dengan lingkungan baik itu asam, basa, tempratur tinggi atau rendah, kelembaban, bakteri, partikel terlarut, dan unsur unsur korosif dan pembentuk kerak pipa mengalami korosi. Karena itu selain pipa harus mempunyai ketahanan yang tinggi juga, pipa harus diproteksi dengan lapisan organik berupa cat, polimer, lapisan logam Zn, Al, atau kombinasinya dan lapisan relevan lainnya seperti proteksi katodik. Proteksi berada pada permukaan eksternal pipa dan inilah yang menghalangi permukaan pipa berinteraksi dengan lingkungan.
Pada umumnya, permukaan internal pipa dibiarkan begitu saja seperti aslinya. Permukaan ini akan berintekasi dengan fluida sesuai dengan aplikasinya. Untuk sistem perpipaan panas bumi mengalirkan fluida berupa uap air yang mengandung uap basah, partikel padat, unsur korosi seperti gas H2S, CO2, NaCl, H2O sedangkan unsur pembentuk kerak antara lain Mg, Ca, SiO2, H2CO3, CO2, H2O.
Dalam kondisi mengalir, mengapa fluida dapat menyebabkan terjadinya korosi dan pembentukan kerak pada permukaan internal pipa. Bagaimana fenomena korosi dan pembentukan kerak dapat dijelaskan. Bagaimana melakukan pemantauan dan cara mencegahnya agar korosi dan pembentukan kerak dapat dihilangkan atau paling tidak dapat dihambat, sehingga tidak mempengaruhi target bisnis dan potensi dampak buruk terjadi.
Mekanisme korosi dan pembentukan kerak
Peristiwa korosi adalah kebalikan dari proses metalurgi ekstraktif yaitu proses reduksi bijih logam menjadi logam murni. Sedangkan peristiwa korosi adalah proses oksidasi logam menjadi ion logam, yang akan bereaksi dengan unsur yang terdapat dalam lingkungan sekitarnya membentuk senyawa oksida, sulfida, karbonat, halida dalam upaya menempatkan diri dalam kondisi energi terendah, disertai dengan penurunan sifat fisika, kimia dan mekanik. Dampak dari peristiwa korosi antara lain secara fisik adanya penipisan, pembentukan lubang lubang kecil yang dikenal sebagai pitting yang disertai dengan kerusakan batas butir.
Lain halnya dengan peristiwa korosi, proses pembentukan kerak terjadi karena adanya reaksi pembentukan ion alkali (Na, Ka, Li) dan alkali tanah (Ca, Mg, ) dengan asam karbonat dalam kondisi jenuh membentuk endapan. Asam karbonat sendiri merupakan hasil reaksi antara gas asam arang (karbon dioksida) dengan air. Asam karbonat juga akan membentuk ion karbonat dengan ion hidrogen yang akan mempengaruhi derajat keasaman atau kebasahan air. Perubahan keasaman dan kebasahan air akan berpengaruh buruk terhadap kehidupan makhluq sekitarnya, baik berupa flora maupun fauna.
Korosi dan pembentukan kerak dalam pipa penyalur
Pipa penyalur fluida berupa minyak mentah, BBM, gas alam, uap air panas bumi, uap air kering boiler, pendingin semua disalurkan lewat pipa atau perpipaan. Interaksi fluida dengan permukaan internal pipa penyalur berpotensi terjadinya proses korosi dan pembentukan kerak.
Dalam fluida dikenal istilah sifat aliran dan parameter karakteristik. Sifat aliran fluida mencakup berat jenis, kekentalan (viskositas), dan laju alir (volume /satuan waktu) atau kecepatan (arah aliran/satuan waktu). Sedangkan parameter karakteristik meliputi unsur-unsur spesifik, pH (tingkat keasaman- kebasahan), partikel padatan terlarut (TDS), temperatur, dan tekanan.
Dalam aliran fluida, dalam keadaan aliran tunak (stabil kecepatannya) kecepatan aliran terjadi gradual dimana kecepatan maksimum terjadi pada fluida yang berada ditengah dan mengecil atau bahkan berhenti seiring mendekati permukaan internal pipa. Seperti diketahui, interaksi antar muka yaitu fluida (mengandung unsur-unsur spesifik sumber penyebab korosi dan pembentukan kerak) dengan permukaan internal pipa, fluida berpotensi mempunyai kecepatan nol atau berhenti, kemungkinan karena adanya gaya gesek.
Dalam kondisi berhenti demikian maka akan terjadi proses korosi dimana permukaan internal pipa terjadi polarisasi muatan positif, sementara ion atau unsur korosif seperti ion Cl, ion H, O2, H2S, CO2, H2CO3 membentuk senyawa okdida,sulfida, karbonat, halida sebagai produk korosi yang terpisah dengan logam besi pipanya. Produk korosi yang kritis berupa pitting pada pipa. Demikian ion Na, K, dan Ca, Mg, SiO2 mengendap dan menebal seiring dengan lama operasi pipa di permukaan intenal pipa apabila kondisi jenuh tercapai.
Kesimpulan dan rekomendasi
Fenomena terjadi proses korosi dan pembentukan kerak pada permukaan internal pipa penyalur minyak mentah, BBM, gas alam, uap air panas bumi, uap air kering boiler tetap menjadi misteri masalah, yang menghantui para top manajemen dan spesialis. Berbagai penelitian perguruan tinggi dan Lembaga riset untuk menyelesaikan masalah korosi dan kerak ini, agar dapat mengurangi biaya perawatan fasilitas pipa penyalur antara lain seleksi material pipa, pengembangan inhibitor, persyaratan konsentrasi spesies korosi dan pembentukan kerak, pengembangan metoda pemodelan laju korosi untuk memprediksi umur pakai pipa penyalur, jadwal perawatan, dan monitoring kondisi pipa penyalur. Karena itu kolaborasi inovasi antara industri, akademisi, peneliti, pemerintah terus dilakukan secara kelembagan melalui tukar menukar informasi menggunakan wahana seminar, rapat, lokakarya, dan penerbitan paper serta riset bersama.
Ikuti tulisan menarik Tarno Harto lainnya di sini.
