2020 : Studi Pengendalian Korosi pada Sambungan Bilah-Lengan Turbin Arus Laut Sumbu Vertikal

Prof. Ir. I Ketut Aria Pria Utama M.Sc., Ph.D.
Prof.Ir. Mukhtasor M.Eng.,Ph.D.
Herman Pratikno ST.,MT.


Abstract

Teknologi energi terbarukan arus laut sumbu vertikal saat ini tengah banyak diteliti dan perkembangannya mencapai tahap semi-komersial. Teknologi energi arus laut ini memiliki komponen utama yang berfungsi menangkap energi kinetik arus laut untuk dikonversi menjadi energi listrik, yaitu turbin. Turbin ini terdiri dari bilah, lengan, dan shaft. Di sisi lain, teknologi energi arus laut ini juga merupakan salah struktur bangunan yang beroperasi di lingkungan laut. Salah satu karakteristik lingkungan laut yakni bersifat dinamis dan korosif terhadap logam. Sehingga, teknologi energi arus laut ini harus bisa tetap menghasilkan energi dan mampu menghadapi tantangan kondisi lingkungan yang memiliki stress kompleks seperti stress korosi, mekanik, dan biologi (Momber dkk, 2015). Oleh karena itu, korosi adalah salah satu ancaman polemik utama dan penting bagi teknologi energi arus laut yang harus dikendalikan. Hal ini harus dilakukan untuk menjaga kinerja komponen turbin tetap berada pada kondisi yang dibutuhkan sehingga produksi listrik optimum (Maisondieu dkk, 2014). Secara umum, pengendalian korosi pada bangunan laut bisa meliputi: (1) desain, (2) proteksi katodik, (3) inhibitor, (4) material, dan (5) coating. Aplikasi coating atau pelapisan dan pemilihan material adalah cara yang paling sesuai untuk mengendalikan korosi pada teknologi arus laut. Bilah turbin didesain dan terbuat dari carbon fibre reinforced plastic, sehingga sudah terhindar dari korosi. Namun lengan dan shaft turbin masih diperlukan terbuat dari logam. Sehingga bagian lengan, terutama bagian sambungan bilah-lengan menjadi area yang lebih rentan terkena korosi. Di samping itu, turbin arus laut ini berputar dalam kondisi aliran yang turbulen. Berdasarkan keadaan ini, suatu hipotesis dapat diambil bahwa kondisi turbin berputar dalam aliran turbulen akan semakin meningkatkan laju korosi dan memerlukan sistem pengendalian korosi lebih lanjut, serta perlu dianalisis sistem pengendalian apa yang mampu mengatasi masalah tersebut. Jadi, berdasarkan latar belakang yang dijabarkan diatas, penelitian ini akan melakukan kegiatan eksperimen dan analisis pada sistem pengendalian korosi pada sambungan bilah-lengan turbin arus laut sumbu vertikal. Sebagai teknologi pembangkit, penelitian ini memiliki tingkat kepentingan yang relatif tinggi dalam berkontribusi menyelesaikan masalah bertopik korosi di bidang energi laut. Secara umum penelitian ini bertujuan untuk melakukan studi pengendalian korosi pada sambungan bilah-lengan turbin arus laut sumbu vertikal dan mengevaluasi pengaruh turbulensi terhadap metode pengendalian korosi tersebut. Kegiatan penelitian ini dilaksanakan dalam tiga tahap metodologi. Tahapan pertama, yaitu pemilihan jenis coating untuk pengendalian korosi. Untuk mendapatkan jenis coating yang tepat, studi literatur perlu dilakukan terlebih dahulu dengan mempertimbangkan kondisi turbin vertikal. Kemudian, coating tersebut diapply terhadap sampel, serta dilakukan uji adhesi, impact, dan abrasi. Lalu, sampel dikarakterisasi dengan SEM/EDX dan mikroskop optik. Tahapan kedua, yaitu uji eksperimen pengaruh kecepatan fluida terhadap dua metode pengendalian korosi. Sampel yang berbentuk rotating cylinder electrode diberi 3 jenis coating dan diputar dengan rotator. Secara bersamaan, karakteristik korosinya diukur melalui tes tafel polarization, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), dan linear polarization resistance (LPR) di dalam larutan natrium klorida 3.5%wt. Tahapan ketiga yaitu pemilihan material dan teknik perlakuannya untuk pengendalian korosi. Pemilihan ini mempertimbangkan sifat-sifat fisik, mekanik, korosi, biaya, ketersediaan, dan lain-lainnya. Metode pemilihan material ini menggunakan multiple attribute decision making. Target luaran penelitian ini terbagi menjadi dua jenis, yakni luaran substansi dan luaran publikasi. Dari sisi substansi, penelitian ini akan memberikan hasil dari analisis studi pengendalian korosi pada sambungan bilah-lengan turbin arus laut sumbu vertikal, dan hasil tersebut tertulis dalam buku disertasi. Dari sisi publikasi, di samping laporan penelitian, hasil-hasil penelitian akan dipublikasikan dalam bentuk jurnal internasional terindeks scopus Q2 dengan target tentatif: Materials and Corrosion–Wiley, Tahun: 2021. Kata kunci: energi arus laut, turbin, pengendalian korosi, pemilihan material, coating.