Alkali panas, sulfida, dan oksidan membuat pulping jadi “mandi” korosif. Solusinya: material tepat—dari duplex stainless sampai lining keramik—plus program inspeksi yang disiplin.
Di jantung pabrik pulp modern, kayu “dimasak” dalam white liquor—sekitar 15–18 wt% NaOH dan 3–5 wt% Na₂S—pada ≈170 °C dan 6–8 bar. Itulah resep kimia pulping kraft yang seefektif itu sekaligus sangat korosif: pH ~13–14, sulfida tinggi, dan suhu/tekanan yang jarang ramah pada logam (scielo.br).
Siklus lanjutannya tak kalah ganas. Black liquor—sekitar ~15% padatan, 40–45% lignin/resin organik dan ~5% garam anorganik—berevolusi saat didaur, mengakumulasi klorida dan organik korosif (langleyalloys.com). Tahap pemutihan (bleaching) menambah oksidan (ClO₂, H₂O₂, chlorine) dalam kondisi asam/alkali berkadar klorida/oksidan tinggi yang bisa menyerang bahkan paduan stainless berkelas (langleyalloys.com) (scribd.com). Di pabrik tertutup (closed‑loop), klorida dan unsur non‑proses makin terkonsentrasi, memperparah serangan (langleyalloys.com) (scribd.com).
Hasilnya nyata: uji laboratorium pada white liquor digester 170 °C menunjukkan laju korosi puluhan mpy (millimeters per year, satuan laju korosi) untuk stainless dan hingga 90–100 mpy untuk baja karbon (scribd.com). Di lingkungan berkadar klorida/oksidan tinggi (“green liquor”, bleach), pitting dan stress‑cracking merayap pada paduan yang kurang resistan. Dengan operasi kontinyu dan beban mekanik/termal siklik, retak tersembunyi bisa tumbuh hingga gagal total jika luput dideteksi.
Di Indonesia—salah satu produsen pulp terbesar dunia—risiko ini membesar seiring ekspansi. Kapasitas pulp naik dari 10,0 menjadi 12,3 juta ton (naik 23%) pada 2021–2024, dengan kontribusi ekspor US$8,37 miliar pada 2023 (≈4,03% PDB manufaktur non‑migas) dan ratusan ribu tenaga kerja langsung/tidak langsung (asiatoday.id). Downtime akibat korosi akan menggerus output produk hutan nasional.
Lingkungan proses pulping dan parameter kimia
White liquor: 15–18 wt% NaOH dan 3–5 wt% Na₂S pada ~170 °C dan 6–8 bar; pH ≈13–14 (scielo.br). Black liquor: ~15% padatan, 40–45% organik, ~5% anorganik, dengan carryover klorida dan organik korosif (langleyalloys.com). Tahap bleaching menambah oksidan kuat (ClO₂, H₂O₂, chlorine) di medium asam/alkali—kombinasi yang terkenal ganas terhadap logam (langleyalloys.com) (scribd.com).
Baca juga: Pengolahan Limbah Secara Kimia
Mengapa baja karbon ditinggalkan
Baja karbon (SA‑516 Gr 70 atau A285‑C) dulu lazim, dibuat ekstra tebal agar “tercuci” korosi (scribd.com). Namun laju korosi aktual dalam liquor pulp sering melampaui allowance praktis—uji “worst‑case” menunjukkan ~90–100 mpy pada kondisi kraft (scribd.com). Karena itu stainless menjadi standar.
Duplex stainless sebagai standar digester
Austenitic 304L/316L cukup untuk area ringan (hopper cip, beberapa tahap pencucian), tetapi rentan pitting klorida dan Caustic SCC (stress corrosion cracking; retak akibat kombinasi tegangan/lingkungan korosif), apalagi di bawah insulasi basah. Mo modern 316L ≈2,0% saja (pulpandpapercanada.com) dan di 170 °C 316L tercatat ~30–40 mpy dalam white liquor (lihat Figure 3‑3 Nickel Institute) (scribd.com).
Duplex (≈22–25% Cr, 3–7% Ni, 3–6% Mo, plus N) seperti Alloy 2205 (UNS S32205/S31803) menggabungkan ketahanan alkali yang sangat baik dan kekuatan tinggi—dan kini menjadi default untuk peralatan pulping bertekanan (scribd.com) (scribd.com). Seorang engineer pulp menekankan, digester duplex modern “no more costly than new digesters built using carbon steel,” tetapi jauh lebih tahan korosi/retak (pulpandpapercanada.com). Duplex juga menahan SCC kaustik di bawah insulasi—momok 304L/316L—dan memungkinkan dinding lebih tipis untuk rating tekanan sama. Outokumpu mencatat duplex di filter hollow‑fiber dan pulp tower digunakan dini untuk “combat stress corrosion cracking in digesters” (outokumpu.com). Praktiknya, Type 2205 adalah material paling umum untuk digester (scribd.com); grade lean duplex (e.g., UNS S32304; Ni/Mo lebih rendah) dipakai di pipa beban korosif lebih ringan untuk menghemat biaya paduan (scribd.com).
Baca juga:
Super duplex, super‑austenitic, dan logam khusus
Di area klorida tinggi (circuit tertutup, black/white liquor kaya garam) atau oksidan kuat, naik kelas: super duplex 25%Cr seperti F53/2507 atau 6%Mo super‑austenitic (254 SMO) sering dispesifikasi (langleyalloys.com). Bleach tower lazim dilapisi brick/keramik, dengan pipa inlet 254 SMO untuk tahan ClO₂/HCl (langleyalloys.com). Lingkungan sangat asam/oksidatif (regenerative H₂SO₄, ClO₂/H₂O₂) mendorong pemakaian nikel tinggi (Hastelloy C‑276/C‑22, Alloy 825) atau titanium; ozon atau pemutihan ultra‑murni kadang memakai titanium, rubber lining, atau FRP (scribd.com).
Resep material per peralatan proses
Digester batch/kontinyu: shell duplex SS (Alloy 2205) menjadi pilihan—corrosion allowance besar tak lagi dibutuhkan (pulpandpapercanada.com) (scribd.com). 2304/LDX2304 bisa cukup di zona ringan. Baja karbon harus dihindari; jika dipakai, perlu clad/overlay stainless—namun overlay berisiko cacat (scribd.com).
Chip screw/konveyor: fokus pada abrasif; baja paduan rendah/hard‑faced atau rubber‑lining. Liner komposit keramik‑epoksi memperpanjang umur hopper/chipper (belzona-navante.com).
Flash/blow vessel & washer: duplex atau 316L; green/weak black liquor tetap kaustik. 316L bekerja pada black liquor padatan rendah, tetapi risiko pitting meningkat (langleyalloys.com).
Tangki white liquor: duplex (2205/2304) meminimalkan korosi dan menekan ketebalan dinding; baja karbon butuh allowance 10–15 mm—membengkakkan dimensi (scribd.com).
Green liquor tank: duplex (2205) menjadi standar—alkali + foul; 316L kerap gagal.
Black liquor tank/evaporator: jika klorida rendah, 2205/316L digunakan; jika klorida naik (mis. kondensat daur ulang ~0,5–1% di beberapa plant), geser ke super‑duplex 2507 atau 6Mo untuk cegah pitting (langleyalloys.com).
Recovery (slaker, recausticizer, lime kiln): kaustik/asam keras; duplex untuk tangki kaustik; paduan Ni/Cr untuk pelindian asam; pit kapur memakai lining inert.
Bleach plant (C, D, P): tower ClO₂ brick‑lined, pipa inlet 254 SMO (langleyalloys.com); tahap peroksida/ClO₂ bisa butuh titanium atau paduan nikel (scribd.com). Di skid bantu pemutihan, komponen FRP tahan klorin/asam seperti housing komposit fiberglass filter relevan untuk menahan lingkungan agresif.
Heat exchanger/pompa/auxiliaries: stainless atau nikel sesuai kebutuhan; pipa konsentrator black liquor kerap 316L/2205. Coating keramik/fluoropolimer melindungi pipa sekunder/bawah tanah dari korosi/erosi (belzona-navante.com). Untuk filtrasi bertekanan pada layanan industri, housing baja tahan tekanan seperti steel filter dan housing 316L untuk layanan higienis seperti SS cartridge housing membantu menjaga integritas sistem.
Baca juga:
Kondensat Sterilizer Sawit: Limbah Panas yang Bisa Diubah Jadi CPO dan Penghematan Energi
Lining dan coating spesialis
Brick/keramik/tile lining: tower besar dan storage sering dilapisi brick/mortar 5–7 m untuk buffer korosi; bleach tower lazim keramik, inlet stainless (langleyalloys.com). Membran semen memperkuat digester beton.
Rubber/epoxy lining: pada konveyor pulp/vessel kecil/ducting, rubber fleksibel atau epoxy abrasif‑resistant melindungi baja; polymer spesialis dapat menambal pompa/valve erosi, termasuk formulasi suhu tinggi hingga ~150 °C (belzona-navante.com) (belzona-navante.com).
Glass‑fused/FRP tank: untuk storage kimia bertekanan rendah (pond limbah, filtrat bleach) FRP/glass‑lined dipakai; namun FRP tidak cocok untuk tekanan/suhu digester.
Weld overlay/cladding: carbon steel dapat di‑clad overlay stainless/nickel. Keberhasilan bergantung pada bebas burn‑through; pinhole/cavity/hot crack memerangkap liquor dan mempercepat breakthrough—gunakan backup strip dan praktik las bebas retak; rencanakan recoat/repair periodik (scribd.com).
PMI dan kepastian material
Positive Material Identification (PMI; verifikasi paduan dengan XRF genggam) wajib di penerimaan: salah material umum dan berbahaya. Laporan menyebut hingga 5% komponen baru tiba dengan grade salah, sering lebih murah dan kurang resistan (pulpandpapercanada.com). PMI harus memverifikasi setiap vessel, pipa, fitting (pulpandpapercanada.com).
Program inspeksi berbasis risiko
Risk‑Based Inspection (RBI) memusatkan sumber daya pada titik risiko tinggi: seam las digester, cone bawah, jalur flash receiver, elbow piping berkecepatan tinggi, area di bawah insulasi lembap. “Kita tahu di mana digester menipis,” sehingga inspeksi ditailor ke titik‑titik ini (pulpandpapercanada.com). Gunakan NDE: UT thickness scanning tahunan, phased‑array UT pada weld, dye‑penetrant/MPI untuk retak, guided‑wave UT di bawah insulasi. Data ketebalan akurat jadi dasar keputusan jutaan dolar—mis. overlay stainless ~US$1 juta atau anodic protection (pulpandpapercanada.com).
Inspeksi internal tahunan lazim karena risiko SCC; retak kaustik dapat tumbuh ~10 mm/tahun jika tak dicegah—sementara corrosion allowance digester ~6 mm. Retak ~1 cm layak memicu penggantian; shutdown tahunan dipakai untuk UT/internal exam, grinding retak hingga “bersih” (pulpandpapercanada.com). Scanning eksternal di sela shutdown dilakukan melalui insulasi bila memungkinkan. Setiap repair/retrofit wajib PMI; kegagalan verifikasi pernah memicu kebakaran pipa ketika baja karbon dipasang menggantikan Cr‑Mo yang dispesifikasi (pulpandpapercanada.com).
Baca juga:
Mengapa Sterilizer Horizontal & Kontrol Otomatis PLC/SCADA Jadi Pilihan Utama di Pabrik Kelapa Sawit
NDT, instrumentasi, dan kontrol proses
Selain UT/MPI, gunakan acoustic emission (mendengar pertumbuhan retak), guided‑wave UT (run pipa panjang di bawah insulasi), borescope internal. Weld retainer tekanan (head‑to‑shell) harus diradiografi/UT sesuai kode. Teknologi phased‑array/digital radiography mampu menangkap pit awal/retak laminar. Beberapa pabrik memonitor atmosfer digester (O₂/H₂S) karena ekses O₂ atau purge rendah mempercepat SCC.
Kontrol kimia on‑line—NaOH, Na₂S, klorida, sulfidity—menutup deviasi proses. Pabrik memakai titrator, pH probe, spektrometer; jika heater seawater bocor dan memasukkan >1000 ppm klorida ke white liquor, ruang kontrol akan alarm. Menjaga oxygen scrubber aktif (mengurangi O₂) juga melindungi internal digester. Untuk utilitas air proses, teknologi membran industri tersedia bila dibutuhkan—misalnya skid membrane systems (RO/NF/UF) atau pretreatment ultrafiltration untuk menjaga konsistensi kualitas air proses di sekitar area kritis.
Penambahan bahan kimia proses memerlukan akurasi feed; di layanan industri digunakan pompa dosing seperti dosing pump untuk kontrol kimia yang konsisten.
Proteksi katodik/anodik dan strategi perawatan
Pada tangki tertanam/tercelup, proteksi katodik (sacrificial anode/impressed current) digunakan; digester pernah diuji sistem anodic protection (arus DC rendah untuk menahan potensial stainless agar menekan SCC). Keputusan memasang sistem ini versus overlay adalah “million‑dollar question” berbasis data inspeksi (pulpandpapercanada.com).
Perawatan: penipisan/pit di atas ambang (mis. >25% kehilangan dinding) memicu repair/replace. Overlay plate stainless pada area kritis bila desain memungkinkan; semua retak digrind hingga metal solid dan dilas ulang dengan filler SS low‑hydrogen. Komponen konsumtif (screen kayu, scraper, gasket) diganti pada gejala awal. Beberapa masalah tak selesai oleh paduan eksotik—mis. lengan scraper bawah digester dari baja karbon tetap rawan meski di‑clad—lebih aman diinspeksi/dirotasi rutin ketimbang mempertaruhkan outage berbulan (pulpandpapercanada.com).
Contoh kasus dan biaya tersembunyi
April 2020, event SCC di Pixelle Specialty Solutions (Androscoggin), Jay, Maine memicu ledakan digester—menghancurkan satu dari tiga paper machine, PHK 177 pekerja, dan pabrik permanen menghentikan produksi pulp (mainepublic.org), “menghantam ekonomi lokal” (paperadvance.com) (mainepublic.org).
Secara global, studi CC Technologies (2002) memperkirakan biaya langsung korosi di pulp & paper mencapai US$6,0 miliar/tahun—belum termasuk lost production (cortecvci.com). Model life‑cycle cost (Nickel Institute) menunjukkan upgrade ke digester duplex biasanya terbayar dalam 20–25 tahun; biaya awal sering kembali lewat outage yang lebih sedikit (pdfdrive.to). “Intelligent inspections never cost too much” menjadi kesimpulan praktis dalam hazard analysis—satu rupture bisa menghapus ROI satu pabrik, sementara premium paduan di konstruksi mungkin hanya 1–2% CAPEX (pulpandpapercanada.com).
Tren material dan implikasi Indonesia
Peralihan ke high‑alloy: baja karbon kian tersingkir dari vessel proses kimia. Duplex stainless menjadi standar untuk digester, flash tank, dan liquor tank (pulpandpapercanada.com) (langleyalloys.com); plant dengan unit legacy baja karbon memasang overlay stainless atau mengganti vessel.
Pencocokan material ke aliran proses: proyek modern memakai “resep” material per layanan. Di digester, shell 2205 dengan filler 309/309Mo kini umum (scribd.com). Di bleach, ECF/TCF mengurangi chlorine elementer tetapi tetap butuh paduan/lining kokoh terhadap H₂O₂/ClO₂ (scribd.com) (langleyalloys.com).
Regulasi dan kode: meski Indonesia punya baku mutu lingkungan (*KKL*) untuk efluen, tidak ada mandat material kompatibilitas spesifik pulp; praktiknya mengacu kode internasional—ASME VIII, EN 13445, dan NACE MR0175/ISO 15156 untuk layanan H₂S. Peralatan impor sering tersertifikasi pihak ketiga. Skema sertifikasi (SVLK) dan aturan K3 domestik memberi insentif tak langsung untuk integritas vessel. Standar teknis pada akhirnya global.
Imperatif ekonomi: memilih paduan lebih mahal di awal (duplex/6%Mo) sering terlihat berat, tetapi studi kasus menunjukkan penghematan besar; digester duplex biasanya “no more costly” saat dibangun, dan butuh perawatan jauh lebih sedikit selama dekade operasi (pulpandpapercanada.com). Dalam konteks ekspansi kapasitas Indonesia 10,0→12,3 Mt (2021–2024) dan target pasar ekspor, pendekatan ini masuk akal (asiatoday.id).
Data kunci
Kapasitas pulp Indonesia naik 23% (10,0→12,3 Mt) pada 2021–2024, peringkat ke‑7 dunia; ekspor 2023 sebesar US$8,37 miliar (4,03% PDB non‑migas) dan ~275.000 pekerja langsung (~2 juta tidak langsung) (asiatoday.id). Studi 2002 memperkirakan biaya korosi global US$6,0 miliar/tahun (cortecvci.com). Data inspeksi digester (Kanada) menunjukkan SCC kaustik dapat tumbuh ~10 mm/tahun (allowance tipikal ~6 mm), mendasari disiplin inspeksi tahunan (pulpandpapercanada.com). Kasus 2020 di Jay, Maine: ledakan digester memotong sepertiga output kertas, PHK 177 pekerja (mainepublic.org).
Pada sisi utilitas, peralatan pendukung pengolahan air membantu menjaga kualitas cairan proses konsisten; sistem tersebut mencakup perangkat seperti water treatment ancillaries untuk integrasi skid dan operasi harian.
Kesimpulannya, mencocokkan material dengan aliran (duplex untuk alkali panas; super‑alloy/lining untuk klorida/oksidan) dan memasangkannya dengan inspeksi/repair terfokus mencegah kegagalan korosi—memangkas downtime dan biaya daur hidup. “Money spent up front on quality materials and inspections will be very well spent indeed” (pulpandpapercanada.com). Untuk filtrasi bantu di area proses yang sensitif korosi, housing komposit tahan kimia seperti PVC‑FRP cartridge housing dapat dipertimbangkan pada layanan tekanan lebih rendah.
Sumber dan rujukan teknis: panduan metalurgi dan studi kasus industri (Outokumpu, Nickel Institute) (langleyalloys.com) (scribd.com); survei industri dan berita (paperadvance.com) (mainepublic.org) (asiatoday.id); komentar pakar (pulpandpapercanada.com) (pulpandpapercanada.com). Semua taut rujukan disematkan dekat klaim terkait sebagaimana di atas.
