Faktor Utama Penyebab Korosi CO2 (Sweet Corrosion)

Korosi CO₂ biasanya terjadi pada pipa yang diaplikasikan untuk transportasi minyak bumi. Korosi ini dapat terjadi akibat adanya kandungan CO₂ pada minyak bumi, dan saat berinteraksi dengan air akan membentuk asam yang dapat menyebabkan korosi. Korosi ini sering disebut dengan istilah sweet corrosion.

Secara umum, CO₂ yang terlarut dalam air akan mengalami hidrasi dan akan bereaksi dengan molekul air membentuk asam karbonat dengan reaksi sebagai berikut:

CO₂ (g) => CO₂ (aq)

CO₂ (aq) + H₂O (l) => H₂CO₃ (aq)

Asam karbonat yang terbentuk akan terdisosiasi menjadi bikarbonat dan ion karbonat melalui dua tahap, yaitu:

H₂CO₃ => H⁺ + HCO₃^-

HCO₃^- => H⁺ + CO₃^2-

Reaksi yang terjadi pada anoda dan katoda dapat diketahui sebagai berikut:

Anoda: Fe => Fe²⁺ + 2e^-

Katoda: 2H⁺ + 2e^- => H₂ dan 2H₂CO₃ + 2e^- => H₂ + 2HCO₃

Dari reaksi korosi di atas produk yang terbentuk pada logam baja yang digunakan berupa karat FeCO₃.

Faktor-faktor yang mempengaruhi korosi CO2 diantaranya adalah:

1.     Tekanan parsial CO₂

Peningkatan tekanan parsial CO₂ mengakibatkan reaksi reduksi asam karbonat menjadi meningkat, sehingga akan meningkatkan konsentrasi CO₃^2- yang berimbas pada pembentukan lapisan FeCO₃ yang lebih cepat.

§  Sistem dengan tekanan parsial CO₂ diatas 30 psi mengindikasikan bahwa korosi sudah pasti terjadi

§  Sistem dengan tekanan parsial 7-30psi, korosi mungkin terjadi.

§  Sistem dengan tekanan parsial dibawak 7 psi, umumnya tidak terjadi korosi

2.     pH lingkungan

Semakin rendah nilai pH, maka laju korosi akan semakin tinggi. Pada korosi CO₂, pH akan menentukan reaksi dominan yang terjadi. Pada pH rendah (<4), reaksi reduksi hidrogen merupakan reaksi yang dominan. Sedangkan pada pH tinggi (>4), reaksi yang dominan adalah reduksi langsung dari asam karbonat. Semakin tinggi pH maka akan mudah terbentuk lapisan FeCO₃.

3.     Laju aliran fluida

Laju aliran juga akan mempengaruhi terhadap pembentukan lapisan pelindung dan laju korosi baja. Pertama, laju aliran dapat mencegah pembentukan lapisan pelindung karena dapat menurunkan kejenuhan lingkungan. Kedua, laju aliran dapat menimbulkan kerusakan lapisan korosi sehingga memungkinkan terjadinya kontak antara permukaan baja dengan lingkungan yang korosif. Pada laju aliran yang cukup tinggi, lapisan proteksi yang terbentuk pada permukaan logam akan semakin sedikit. Pada lingkungan dengan laju aliran yang sangat tinggi, akan terjadi kerusakan dan terlepasnya lapisan proteksi. Hal ini dapat meningkatkan laju korosi baja pada lingkungan tersebut.

4.     Water wetting/water cut

Water cut adalah rasio Antara jumlah kandungan air dalam fluida. Semakin tinggi nilai water cut, korosi akan semakin meningkat yang diakibatkan kandungan air yang semakin banyak sehingga banyak CO₂ yang terhidrasi dan akan menambah jumlah konsentrasi asam karbonat sehingga meningkatkan laju korosi.

5.     Temperatur

Meningkatnya temperatur akan meningkatkan reaktifitas dari sistem sehingga akan meningkatkan laju korosi. Selain itu, temperatur juga dapat mempengaruhi pembentukan lapisan FeCO₃. Kinetika pembentukan lapisan FeCO₃ dipengaruhi oleh temperatur.

Silahkan Download Artikel di atas Dalam Bentuk:

DOC | PDF

Referensi

[1] Jones, Denny A. 1992. Principles and Prevention of Corrosion. New York: Macmillan Publishing Company.

[2] http://www.migas-indonesia.com/2012/07/corrossion-at-co2-pipeline.html

[3] http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-15793-Presentation-pdf.pdf

[4] http://library.usu.ac.id/download/ft/tkimia-halima.pdf

[5] http://lontar.ui.ac.id/file?file=digital/20174184-S90-Studi%20laju.pdf