Electronic Theses and Dissertation

Korosi pada pipa bawah tanah dalam industri minyak dan gas dapat menyebabkan kegagalan struktural serta pencemaran lingkungan, sehingga diperlukan sistem perlindungan yang efektif seperti proteksi katodik anoda korban (Sacrificial Anode Cathodic Protection, SACP). Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan mensimulasikan sistem proteksi katodik menggunakan COMSOL Multiphysics guna mengevaluasi efektivitas perlindungan terhadap korosi. Simulasi berbasis metode elemen hingga dilakukan untuk menganalisis distribusi potensial dan densitas arus pada pipa dengan konfigurasi anoda linier untuk desain empiris dan zig-zag. Hasil menunjukkan bahwa kedua pola telah memenuhi kriteria proteksi berdasarkan NACE SP-0169, yaitu memiliki nilai potensial lebih negatif dari -850 mV, dengan pola zig-zag menunjukkan distribusi potensial pada pipa lebih merata dalam kisaran -1032,11 mV hingga -978,5 mV, dibandingkan pola linier yang berada dalam rentang -1006,8 mV hingga -937,6 mV. Namun, pola zig-zag meningkatkan konsumsi anoda akibat densitas arus yang lebih tinggi (0,02 hingga 0,111 A/m²) dibandingkan pola linier (0,02 hingga 0,098 A/m²). Meskipun metode empiris dengan pola linier lebih sederhana dan memiliki konsumsi anoda lebih rendah, distribusi arus proteksinya kurang optimal. Sebaliknya, pola zig-zag memberikan perlindungan lebih merata dan efektif.

Corrosion in underground pipelines within the oil and gas industry can lead to structural failure and environmental contamination, necessitating effective mitigation systems such as Sacrificial Anode Cathodic Protection (SACP). This study aims to design and simulate a cathodic protection system using COMSOL Multiphysics to evaluate its effectiveness in preventing corrosion. Finite Element Method (FEM)-based simulations were conducted to analyze the potential distribution and current density on the pipeline under two anode configurations: linear (empirical design) and zig-zag. The results indicate that both configurations satisfy the protection criterion set by NACE SP-0169, which requires a potential more negative than -850 mV. However, the zig-zag configuration achieved a more uniform potential distribution along the pipeline, ranging from -1032.11 mV to -978.5 mV, compared to the linear configuration which ranged from -1006.8 mV to -937.6 mV. Despite offering better uniformity, the zig-zag configuration resulted in higher anode consumption due to elevated current densities (0.02 to 0.111 A/m²) relative to the linear pattern (0.02 to 0.098 A/m²). While the empirically derived linear configuration is simpler and more conservative in anode usage, it exhibits less optimal current distribution. In contrast, the zig-zag configuration provides more effective and uniformly distributed protection.