Sistem Analitik Kualitas Air · WTP Embung IPAL

Water Corrosivity
Analyzer v3

Evidence-Based Edition Grouped by scientific function
No composite score — each index
interpreted on its own terms
§1
Parameter Input Air
Hasil pengujian lapangan & laboratorium
Pilih indeks yang ingin dihitung:
Semua field aktif — isi parameter yang tersedia.
A · Parameter In-Situ (Lapangan) — Wajib
pHs · LSI RSI PSI ★ ISO 9223
°C — masuk ke faktor B Langelier: −13.12·log(T_K)+34.55
LSI RSI AI
— diukur langsung di lapangan dengan pH meter
pHs · LSI RSI PSI
mg/L — masuk ke faktor A Langelier: (log(TDS)−1)/10
★ DO — Korosi Logam
mg/L — berdiri sendiri, bukan input formula indeks lain
B · Parameter Laboratorium — Wajib
pHs · LSI RSI PSI AI
mg/L as CaCO₃ — faktor C Langelier: log(Ca)−0.4
pHs · LSI RSI PSI ★ LI AI
mg/L as CaCO₃ — faktor D Langelier + epm Alk dalam LI
★ LI (Larson-Skold)
mg/L — masuk LI sebagai epm Cl⁻ = Cl/35.45
★ LI (Larson-Skold)
mg/L — masuk LI sebagai epm SO₄²⁻ = SO₄/48.03
★ Indikator Korosi Aktif
mg/L — Fe > 0.3 mg/L mengindikasikan korosi aktif berlangsung
C · Uji Kupon Logam — Weight Loss Method (Opsional, ASTM G31)
★ CR (Weight Loss)
gram — berat kupon sebelum direndam
★ CR (Weight Loss)
gram — berat kupon setelah direndam
★ CR (Weight Loss)
g/cm³ — baja karbon: 7.85 · SS316: 8.0 · Al: 2.7
★ CR (Weight Loss)
cm² — total permukaan kupon yang terekspos
★ CR (Weight Loss)
jam — 720 jam ≈ 1 bulan · 8760 jam ≈ 1 tahun
D · Parameter Lingkungan Atmosferik — ISO 9223:2012 (Opsional)
Pilih kelas untuk mengisi rentang otomatis, atau abaikan dan isi nilai di bawah secara manual.
Pilih kelas untuk mengisi rentang otomatis, atau abaikan dan isi nilai di bawah secara manual.
★ ISO 9223
% — rata-rata tahunan di lokasi WTP (umumnya 70–90% tropis)
★ ISO 9223
mg/(m²·hari) — kelas ISO 9223: S0 <3 (rural) · S1: 3–60 (urban) · S2: 60–300 (pantai) · S3: 300–1500 (laut)
★ ISO 9223
mg/(m²·hari) — kelas ISO 9223: P0 ≤4 (rural) · P1: 4–24 (urban) · P2: 24–80 (industrial) · P3: 80–200
Kelas Sd per ISO 9223:2012: S0 <3 (rural/inland) · S1: 3–60 (perkotaan, tipikal WTP inland) · S2: 60–300 (dekat pantai/splash) · S3: 300–1500 (tepi laut).  Kelas Pd: P0 <4 (rural) · P1: 4–24 (urban) · P2: ≥24 (industrial/H₂S IPAL). Suhu diambil dari field A.
* Kolom C opsional. A & B wajib diisi semua.
§2
Hasil Analisis — Dikelompokkan Berdasarkan Fungsi Ilmiah
Setiap kelompok mengukur aspek berbeda dari korosivitas air
Catatan Penting: Indeks LSI, RSI, dan PSI secara ilmiah mengukur keseimbangan saturasi CaCO₃ — bukan korosi logam secara langsung. Literatur menyatakan bahwa ketiganya tidak berkorelasi signifikan dengan laju korosi aktual pada baja dan logam (Stumm 1960; Schock 1984; Pisigan & Singley 1987; AWWARF & DVGW 1996). Indeks yang paling relevan untuk prediksi korosi logam ditandai dengan badge ★ INDIKATOR KOROSI LOGAM.
⚖️
Kelompok 1 — Indeks Saturasi CaCO₃
Indikator Scale / Kerak
Fungsi sebenarnya: Mengukur apakah air berada di atas atau di bawah titik kejenuhan kalsium karbonat (CaCO₃). Nilai positif → air cenderung mengendapkan CaCO₃ (berkerak). Nilai negatif → air cenderung melarutkan CaCO₃ yang ada (termasuk lapisan pelindung alami pada pipa). Keterbatasan kritis: Ketiga indeks ini tidak mengukur dan tidak berkorelasi langsung dengan laju korosi logam. Air dengan LSI negatif (melarutkan CaCO₃) belum tentu korosif terhadap baja, begitu pula sebaliknya. Relevansi utamanya adalah untuk mencegah scale/kerak pada pipa, pompa, dan heat exchanger.
⚡
Kelompok 2 — Indeks Agresivitas Ion
★ Indikator Korosi Logam
Fungsi sebenarnya: Mengukur dominasi ion-ion agresif (Cl⁻ dan SO₄²⁻) terhadap kapasitas perlindungan alkalinitas. Klorida dan sulfat adalah agen utama yang menyebabkan pitting corrosion dan kerusakan lapisan pasif pada baja. Indeks ini jauh lebih relevan untuk memprediksi korosi logam dibandingkan indeks saturasi CaCO₃, terutama untuk air IPAL yang umumnya kaya klorida dan sulfat. Referensi: Larson & Skold (1958), dikonfirmasi oleh Pisigan & Singley (1984), dan masih digunakan aktif dalam standar NACE dan industri air.
💧
Kelompok 3 — Dissolved Oxygen (DO)
★ Indikator Korosi Logam
Fungsi sebenarnya: DO adalah akselerator korosi elektrokimia utama. Reaksi: Fe + ½O₂ + H₂O → Fe²⁺ + 2OH⁻. Semakin tinggi DO, semakin cepat besi teroksidasi. Pisigan & Singley (1984) menunjukkan DO sebagai variabel independen paling signifikan dalam model laju korosi baja lunak — bahkan di atas LSI. Ini bukan "indeks" dengan formula, melainkan parameter langsung yang harus diukur dan dievaluasi sendiri.
🏗️
Kelompok 4 — Agresivitas terhadap Beton & Struktur
Indikator Material Non-Logam
Fungsi sebenarnya: Aggressiveness Index (AI) mengukur potensi kerusakan air terhadap material beton, pipa asbes-semen, dan mortar semen — bukan logam. Relevan untuk mengevaluasi integritas dinding embung beton, saluran beton, dan struktur sipil yang kontak langsung dengan air IPAL. Formula: AI = pH + log₁₀(Alkalinitas × Kalsium Kesadahan), per standar AWWA C400-77.
    §3
    Panduan Penggunaan Indeks
    Indeks mana yang menjawab pertanyaan apa — berdasarkan fakta literatur
    Pertanyaan Indeks yang Tepat Catatan Penting Dasar Literatur
    Apakah air menyebabkan korosi/karat pada logam yang terendam atau kontak langsung air?
    Pompa submersible, pipa, impeller, struktur dalam embung     		★ LI
    ★ DO
    Keduanya wajib dibaca bersama     		LI mengukur dominasi Cl⁻/SO₄²⁻ terhadap alkalinitas. DO mengakselerasi reaksi elektrokimia. Keduanya independen namun saling memperkuat efek korosifnya. Larson & Skold (1958); Pisigan & Singley (1984); AMPP/NACE Corrosion Basics
    Apakah air menyebabkan kerak/scale pada pipa, pompa, dan heat exchanger?
    Bukan korosi logam — fenomena berbeda     		LSI
    RSI
    PSI     		Ketiganya mengukur saturasi CaCO₃. Tidak berkorelasi dengan korosi logam. Satu sampel air bisa sekaligus menunjukkan LSI positif (berkerak) DAN LI tinggi (korosif) — dua proses yang bisa terjadi bersamaan. Langelier (1936); Ryznar (1944); Puckorius & Brooke (1991); AWWARF & DVGW (1996)
    Apakah lingkungan atmosferik menyebabkan korosi pada logam yang tidak terendam?
    Pompa centrifugal di atas air, baja WF struktur, box panel, box hydrant, rangka atap WTP     		★ ISO 9223 Input sama sekali berbeda dari LI — mengukur deposisi Cl⁻ dan SO₂ dari udara ke permukaan logam, bukan dari air. Tidak ada korelasi matematis maupun empiris dengan LI atau LSI/RSI/PSI. ISO 9223:2012; ISO 9225:2012; ISO 12944-2:2017
    Apakah air merusak beton, mortar, dan pipa semen?
    Dinding embung beton, saluran semen, struktur sipil kontak air     		AI Aggressiveness Index khusus untuk material berbasis semen. Bukan untuk logam. Menggunakan Ca dan Alkalinitas — bukan Cl⁻ atau SO₄²⁻. AWWA C400-77; Riddick (1944)
    Seberapa cepat logam benar-benar menipis akibat korosi?
    Hasil aktual terukur, bukan prediksi     		★ CR
    Weight Loss     		Satu-satunya pengukuran langsung — bukan prediksi. Hasil paling dapat diandalkan untuk keputusan teknis akhir (penggantian material, jadwal inspeksi). Semua indeks lain hanya prediksi kecenderungan. ASTM G31-72/12a; NACE SP0775-2018
    Catatan keterkaitan: LSI/RSI/PSI dan LI hanya berbagi alkalinitas sebagai parameter bersama. LI dan ISO 9223 sama-sama menggunakan Cl⁻ tapi dari medium berbeda (air vs udara) — tidak dapat saling menggantikan. Berdasarkan: Corrosion Doctors / corrosion-doctors.org; Kumar et al. (2022); Pisigan & Singley (1984).
    §4
    Tabel Interpretasi Lengkap
    Threshold tiap indeks berdasarkan literatur ilmiah
    Indeks / ParameterRentang NilaiStatusInterpretasiSumber
    LSI
    Langelier Saturation Index
    ⚠ Bukan prediksi korosi logam    		 < −2.0Melarutkan CaCO₃ AktifAir agresif melarutkan endapan/lapisan kalsitLangelier (1936)
    −2.0 s/d −0.5Cenderung MelarutkanUnder-saturasi, tidak terbentuk lapisan pelindung kalsitLangelier (1936)
    −0.5 s/d +0.5Keseimbangan CaCO₃Saturasi seimbang, lapisan kalsit stabilLangelier (1936)
    +0.5 s/d +2.0Cenderung MengendapOver-saturasi ringan, kerak CaCO₃ mulai terbentukLangelier (1936)
    > +2.0Mengendap AktifOver-saturasi tinggi, pembentukan scale agresifLangelier (1936)
    RSI
    Ryznar Stability Index
    ⚠ Empiris, bukan prediksi korosi logam    		 < 5.5Berkerak BeratDeposisi CaCO₃ masif dan cepatCarrier (1965) / NACE
    5.5 – 6.2Cenderung BerkerakKecenderungan kerak moderateCarrier (1965) / NACE
    6.2 – 6.8StabilKondisi optimal distribusi airCarrier (1965) / NACE
    6.8 – 8.5Cenderung MelarutkanAir mulai melarutkan CaCO₃Carrier (1965) / NACE
    > 8.5Melarutkan AktifAgresif melarutkan lapisan kalsit pada permukaanCarrier (1965) / NACE
    PSI
    Puckorius Scaling Index
    ⚠ Empiris cooling water    		 < 4.5Berkerak BeratBuffer tinggi, deposisi CaCO₃ aktifPuckorius & Brooke (1991)
    4.5 – 6.5Cenderung BerkerakTendensi scale, masih dapat dikendalikanPuckorius & Brooke (1991)
    6.5 – 7.5StabilBuffer dan saturasi seimbangPuckorius & Brooke (1991)
    > 7.5Cenderung MelarutkanBuffer rendah, lapisan kalsit terlarutPuckorius & Brooke (1991)
    Larson-Skold Index ★
    LI — Indikator korosi logam    		 < 0.8Tidak AgresifCl⁻ & SO₄²⁻ terkendali alkalinitas, korosi minimalLarson & Skold (1958)
    0.8 – 1.2Korosif SedangIon agresif mengimbangi alkalinitas, korosi seragam mungkin terjadiLarson & Skold (1958)
    > 1.2Korosif Tinggi (Pitting)Cl⁻ & SO₄²⁻ dominan, risiko pitting corrosion tinggiLarson & Skold (1958)
    DO ★
    Dissolved Oxygen    		 < 2 mg/LAkselerasi RendahDO rendah, laju oksidasi Fe minimalPisigan & Singley (1984)
    2 – 6 mg/LAkselerasi SedangDO cukup untuk mempercepat korosi secara signifikanPisigan & Singley (1984)
    > 6 mg/LAkselerasi TinggiDO tinggi, reaksi Fe + ½O₂ + H₂O → Fe²⁺ + 2OH⁻ berlangsung cepatPisigan & Singley (1984)
    AI
    Aggressiveness Index — beton    		 > 12.0Tidak AgresifAir tidak merusak beton & pipa semenAWWA C400-77
    10.0 – 12.0Agresif SedangPotensi kerusakan pipa beton secara perlahanAWWA C400-77
    < 10.0Sangat AgresifMerusak beton dan asbes-semen secara cepatAWWA C400-77
    CR ★
    Corrosion Rate — pengukuran langsung    		 < 0.025 mm/thnSangat RendahKorosi dapat diabaikan secara praktisNACE SP0775 / ASTM G31
    0.025 – 0.1 mm/thnRendah–ModeratKorosi wajar, monitoring rutin memadaiNACE SP0775 / ASTM G31
    0.1 – 0.5 mm/thnTinggiKorosi signifikan, evaluasi material & treatmentNACE SP0775 / ASTM G31
    > 0.5 mm/thnSangat TinggiDarurat — hentikan untuk inspeksi menyeluruhNACE SP0775 / ASTM G31
    ISO 9223 ★
    Korosi Atmosferik
    Baja Karbon    		 ≤ 1.3 µm/thnC1 — Sangat RendahLingkungan kering dalam ruangan, tidak ada risiko berartiISO 9223:2012
    1.3 – 25 µm/thnC2 — RendahArea rural/perkotaan bersihISO 9223:2012
    25 – 50 µm/thnC3 — SedangPerkotaan/industri ringan, tipikal WTP tropisISO 9223:2012
    50 – 80 µm/thnC4 — TinggiIndustri/cipratan, kelembaban ekstremISO 9223:2012
    80 – 200 µm/thnC5 — Sangat TinggiSplash zone, pantai, uap kimiaISO 9223:2012
    > 200 µm/thnCX — EkstremMarine industrial, zona cipratan langsungISO 9223:2012
    §5
    Parameter & Metodologi Pengujian Laboratorium
    Standar uji (SNI) untuk tiap parameter input — acuan untuk lab eksternal
    Parameter Simbol Indeks Terkait Metodologi Pengujian (SNI)
    Suhu T (°C) LSI RSI PSI ISO 9223 SNI 06-6989.23-2005 — Cara uji suhu dengan termometer
    Derajat Keasaman pH LSI RSI AI SNI 6989.11:2019 — Cara uji pH dengan pH meter
    Total Dissolved Solids TDS LSI RSI PSI SNI 06-6989.27:2004 — Cara uji TDS secara gravimetri · alternatif: SNI 06-6989.1-2004 (DHL/konduktivitas)
    Dissolved Oxygen DO ★ DO SNI 06-6989.14-2004 — Cara uji oksigen terlarut secara yodometri (modifikasi azida)
    Kalsium Kesadahan Ca²⁺ LSI RSI PSI AI SNI 06-6989.12-2004 — Cara uji kesadahan total Ca & Mg secara titrimetri (EDTA)
    Alkalinitas Total — LSI RSI PSI ★ LI AI SNI 06-2420-1991 — Metode pengujian kelindian (alkalinitas) dalam air dengan titrimetri
    Klorida Cl⁻ ★ LI SNI 06-6989.19-2004 — Cara uji klorida dengan metode argentometri (Mohr)
    Sulfat SO₄²⁻ ★ LI SNI 6989.20:2009 — Cara uji sulfat secara turbidimetri
    Besi Total Fe ★ Indikator korosi aktif SNI 6989.4:2009 — Cara uji besi (Fe) secara Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)
    Kelembaban Relatif RH (%) ISO 9223 Data BMKG / data logger RH lapangan — bukan parameter uji air
    Deposisi Klorida Sd ISO 9223 ISO 9225:2012 — Wet candle method atau Bresle patch (ISO 8502-6/9), analisis Cl⁻ di lab
    Deposisi SO₂ Pd ISO 9223 ISO 9225:2012 — Lead dioxide plate, atau data SO₂ udara dari KLHK/BMKG
    Uji Kupon Logam
    Berat awal/akhir, ρ, luas, waktu    		 ★ CR ASTM G31-72/12a — Laboratory Immersion Corrosion Testing of Metals (weight loss method)
    Catatan: Saat mengirim sampel ke lab eksternal terakreditasi KAN, minta paket "Analisis Korosivitas Air" dengan parameter di atas. Sampel DO harus diisi penuh tanpa gelembung udara dan dianalisis segera. Sampel untuk Fe sebaiknya diawetkan dengan asam (HNO₃) hingga pH <2 jika analisis tertunda. Parameter atmosferik (RH, Sd, Pd) tidak diuji dari sampel air — diukur terpisah di lokasi struktur.
    Referensi Ilmiah & Standar Teknis
    [1]
    Langelier, W.F. (1936). The Analytical Control of Anti-Corrosion Water Treatment. Journal AWWA, 28(10), 1500–1521. — Basis formula LSI dan pH saturasi CaCO₃. Masih valid sebagai formula kimia keseimbangan karbonat.
    [2]
    Ryznar, J.W. (1944). A New Index for Determining Amount of Calcium Carbonate Scale Formed by a Water. Journal AWWA, 36(4), 472–486. — Basis RSI. Murni empiris berbasis observasi, tidak memiliki landasan teoritis.
    [3]
    Larson, T.E. & Skold, R.V. (1958). Laboratory Studies Relating Mineral Quality of Water to Corrosion of Steel and Cast Iron. Illinois State Water Survey. — Basis Larson-Skold Index: rasio (Cl⁻ + SO₄²⁻)/HCO₃⁻ sebagai prediktor korosi baja. Threshold 0.8 dan 1.2 adalah temuan empiris original dari studi Great Lakes.
    [4]
    Pisigan, R.A. & Singley, J.E. (1984). Evaluation of Water Corrosivity Using the Langelier Index and Relative Corrosion Rate Models. NACE, New Orleans. — Model 8-variabel yang menunjukkan DO sebagai variabel paling signifikan; LSI tidak berkorelasi signifikan dengan laju korosi baja.
    [5]
    Puckorius, P.R. & Brooke, J.M. (1991). A New Practical Index for Calcium Carbonate Scale Prediction in Cooling Tower Systems. Corrosion, NACE. — Basis PSI, koreksi kapasitas buffer untuk cooling water. Dirancang khusus untuk sistem cooling tower, bukan sistem distribusi umum.
    [6]
    Stumm, W. (1960); Schock, M.R. (1984); AWWARF & DVGW (1996). Berbagai publikasi. — Pernyataan ilmiah bahwa LSI tidak berkorelasi dengan laju korosi logam dan penggunaannya sebagai prediksi korosi seharusnya ditinggalkan. Dikutip dalam: Merrill, D.T. (1977). Chemical Conditioning for Water Quality.
    [7]
    AWWA C400-77 (American Water Works Association). — Basis Aggressiveness Index (AI = pH + log(A × H)) untuk evaluasi agresivitas air terhadap pipa asbes-semen dan beton. H = calcium hardness (bukan total hardness).
    [8]
    ASTM G31-72 (Reapproved 2004; rev. G31-12a). Standard Practice for Laboratory Immersion Corrosion Testing of Metals. — Basis weight-loss corrosion rate: CR = (8.76 × 10⁴ × W) / (ρ × A × t), unit mm/tahun. Konstanta 8.76 × 10⁴ = jumlah jam per tahun × konversi satuan.
    [9]
    NACE SP0775-2018. Preparation, Installation, Analysis, and Interpretation of Corrosion Coupons in Oilfield Operations. — Klasifikasi laju korosi: sangat rendah <0.025, rendah 0.025–0.1, moderat 0.1–0.5, tinggi >0.5 mm/tahun.
    [10]
    Carrier, G.O. (1965). Corrosion and Deposits from Boiler and Cooling Waters. — Klasifikasi RSI yang lebih granular (5 zona) vs. klasifikasi 3-zona Ryznar original, sekarang menjadi referensi standar industri.
    [11]
    Sarin, P. et al. (2004). Effect of Dissolved Oxygen on Corrosion of Mild Steel. Corrosion Science. — Konfirmasi mekanisme DO sebagai akselerator utama: Fe + ½O₂ + H₂O → Fe²⁺ + 2OH⁻, laju korosi terbukti meningkat proporsional dengan kadar DO.
    [12]
    Standar Metodologi Pengujian (SNI & ASTM) — daftar standar metode uji untuk tiap parameter input kalkulator:
    • SNI 06-6989.23-2005 — Cara uji suhu dengan termometer
    • SNI 6989.11:2019 — Cara uji derajat keasaman (pH) dengan pH meter
    • SNI 06-6989.27:2004 — Cara uji Total Dissolved Solids (TDS) secara gravimetri
    • SNI 06-6989.1-2004 — Cara uji daya hantar listrik (DHL/konduktivitas), alternatif TDS
    • SNI 06-6989.14-2004 — Cara uji oksigen terlarut (DO) secara yodometri modifikasi azida
    • SNI 06-6989.12-2004 — Cara uji kesadahan total Ca & Mg secara titrimetri (EDTA)
    • SNI 06-2420-1991 — Metode pengujian kelindian (alkalinitas) dalam air secara titrimetri
    • SNI 06-6989.19-2004 — Cara uji klorida (Cl⁻) dengan metode argentometri (Mohr)
    • SNI 6989.20:2009 — Cara uji sulfat (SO₄²⁻) secara turbidimetri
    • SNI 6989.4:2009 — Cara uji besi (Fe) secara Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)
    Catatan metodologi formula pHs (Langelier): pHs = (9.3 + A + B) − (C + D), dengan A = (log₁₀(TDS) − 1)/10 [faktor TDS], B = −13.12·log₁₀(T_Kelvin) + 34.55 [faktor suhu], C = log₁₀(Ca hardness as CaCO₃) − 0.4, D = log₁₀(Alk as CaCO₃). Larson-Skold: epm Cl⁻ = Cl/35.45, epm SO₄²⁻ = SO₄/48.03, epm Alk = Alk(as CaCO₃)/50. PSI: pHeq = 1.465·log₁₀(Alk) + 4.54. AI: pH + log₁₀(Alk × Ca_hardness).
    [13]
    ISO 9223:2012. Corrosion of metals and alloys — Corrosivity of atmospheres — Classification, determination and estimation. International Organization for Standardization. — Basis dose-response function untuk baja karbon: r_corr = 1.77·Pd^0.52·exp(0.02·RH+fSt) + 0.102·Sd^0.62·exp(0.033·RH+0.040·T). Dikalibrasi dari data lapangan 12 tahun (1986–1998) di berbagai iklim global. Kategori C1–CX untuk laju korosi tahun pertama baja karbon.
    [14]
    ISO 9224:2012. Corrosion of metals and alloys — Corrosivity of atmospheres — Guiding values for the corrosivity categories. — Memberikan laju korosi panduan jangka panjang (rata-rata dan steady-state) untuk tiap kategori ISO 9223, digunakan untuk estimasi umur pakai struktur baja.
    [15]
    ISO 12944-2:2017. Paints and varnishes — Corrosion protection of steel structures by protective paint systems — Part 2: Classification of environments. — Standar pemilihan sistem coating berdasarkan kategori korosivitas ISO 9223. Menentukan DFT (dry film thickness) minimum dan jenis coating yang sesuai untuk tiap kategori C1–CX.
    [16]
    ISO 9225:2012. Corrosion of metals and alloys — Corrosivity of atmospheres — Measurement of environmental parameters affecting corrosivity. — Standar pengukuran deposisi klorida (wet candle method) dan SO₂ di lapangan, digunakan untuk mendapatkan nilai Sd dan Pd sebagai input kalkulator ISO 9223.