Perpustakaan Digital ITB

Sistem proteksi korosi dan penguatan yang efektif sangat diperlukan untuk restorasi infrastruktur bawah tanah bertekanan tinggi guna mendukung produksi energi berkelanjutan dan meminimalkan risiko bencana akibat kegagalan struktural pada jalur transmisi fluida industri. Untuk penguatan struktural, integrasi komposit Carbon Fiber-Reinforced Polymer (CFRP) dengan Cathodic Protection (CP) merupakan praktik yang umum dilakukan; namun, proteksi berlebih (over protection) yang tidak terkontrol dari sistem CP umumnya memicu kegagalan adhesi dini yang katastropik melalui pengelupasan katodik (cathodic disbondment). Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi degradasi elektrokimia dan resistansi antarmuka pada baja yang diperkuat CFRP di bawah pengaruh berbagai konfigurasi primer dan potensial polarisasi CP selama periode eksposur 28 hari dalam larutan NaCl 3,5%. Pengujian Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) dan pemeriksaan morfologi makroskopis dilakukan secara berkala untuk memetakan karakteristik kerusakan sistem komposit serta mengevaluasi kerusakan fisik permukaan. Sembilan variasi spesimen disiapkan menggunakan tiga konfigurasi primer, yaitu tanpa primer (no primer/ NP), epoksi primer (EP), dan glass fiber-reinforced polymer primer (GP). Seluruh spesimen diuji pada tiga klaster kelebihan potensial CP, meliputi –1,3 V vs. Ag/AgCl, –1,7 V vs. Ag/AgCl, dan –3,0 V vs. Ag/AgCl. Parameter kuantitatif dari sistem CFRP dievaluasi melalui pemodelan rangkaian listrik ekivalen untuk melacak tren selama 28 hari dari resistansi pori pelapis (Rpo) dan resistansi transfer muatan (Rct). Evaluasi EIS mengonfirmasi inisiasi fase penyerapan air (water uptake phase) yang ditunjukkan oleh penurunan nilai Rpo dan Rct secara eksponensial pada periode awal eksposur (Hari ke-0 hingga Hari ke-8). Integrasi lapisan primer secara signifikan meningkatkan resistansi antarmuka dan efektivitas isolasi terhadap arus proteksi katodik berlebih dibandingkan kondisi NP. Pada klaster potensial –1,3 V, spesimen dengan primer GFRP (GP) menunjukkan kinerja proteksi yang paling stabil. Meskipun nilai Rpo akhir berada pada level 4,20 ? , sistem ini secara signifikan mampu menahan laju penurunan impedansi dibandingkan dengan spesimen NP yang meluruh tajam. Stabilitas antarmuka dari sampel berbasis primer (EP dan GP) terlihat sangat kontras pada kondisi polarisasi ekstrem –3,0 V, di mana kedua sistem mampu mempertahankan resistansi pori yang substansial (3,98 – 4,20 ?) dan resistansi transfer muatan (70,25 – 128,50 ? cm2) hingga Hari ke-28. Analisis mekanisme elektrokimia melalui grafik EIS berhasil memetakan dua skenario kegagalan antarmuka yang berbeda. Pada spesimen NP, degradasi berjalan secara katastropik akibat masifnya reaksi evolusi gas hidrogen yang memicu tegangan geser internal terlokalisasi (blistering), yang berkorelasi dengan pembentukan produk korosi menyerupai busa (foam-like solid precipitate) berwarna jingga-kecokelatan pada antarmuka. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konfigurasi optimal adalah primer berbasis GFRP, yang menyediakan resistansi isolasi mekanis-elektrokimia tertinggi sekaligus menginisiasi mekanisme proteksi mandiri pada antarmuka untuk mencegah pengelupasan struktural pada sistem penguatan CFRP di substrat logam.