ANALISIS LAJU KOROSI MATERIAL AlMg 2 DAN SS304 DALAM LINGKUNGAN AIR KOLAM PENYIMPANAN BAHAN BAKAR BEKAS (ISSF)
HASIL DAN PEMBAHASAN Kualitas Air Kolam Penyimpanan
Parameter cuplikan air hasil purifikasi kolam ISSF seperti konduktivitas, pH serta TDS dimonitor secara periodik sebulan sekali dengan menggunakan pH-meter, konduktivitineter. pH dan konduktivitas diukur secara online. Adapun hasil pengukuran pH, konduktiviti dan TDS seperti tertera dalam Tabel 1.
Tabel.1. Pengukuran pH, konduktivitas, TDS pada air kolam ISSF
Uraian pH Konduktivitas TDS
LAK 5,4 - 6 1,6 - 2,8 µS/cm -
Pengukuran 5,52 2,5 µS/cm 2
ppm Air merupakan substansi yang agresif terhadap logam yang dibasahinya meskipun air berada dalam keadaan murni. Hal ini disebabkan
karena air akan terionisasi menghasilkan ion H+
dan OH-. Air murni memberikan kontribusi kecil
terhadap konduktivitas listrik karena air hanya
akan memberikan ion H+ dan OH- dalam jumlah
yang relatif kecil yaitu 10-7 mol/liter. Air akan
memiliki konduktivitas tinggi jika air mengandung berbagai impuritas terlarut dan terionisasi dalam air. Pada suhu 250C air murni
mempunyai konduktivitas listrik = 0,56 μS/cm.
Hasil analisis diperoleh bahwa konduktivitas air kolam ISSF adalah sebesar 2,52 µS/cm , hal ini masih memenuhi standar yang dipersyaratkan LAK PTLR yaitu berkisar 1,6 - 2,8 µS/cm. Dari data tersebut dapat dikatakan bahwa kemungginan dalam air kolam ISSF ada ion lain selain OH- dan H+.
Hasil analisis pada air deminineral dalam kolam ISSF mempunyai pH sekitar 5,52 (pH < 7) artinya, konsentrasi ion H+ dalam air lebih besar dari 10-7 mol perliter. Ion H+ inilah
yang akan bertindak sebagai oksidator dalam proses korosi material, sehingga ion hidrogen dalam air mempunyai peluang untuk merusak logam. Oleh karenanya sebagai langkah antisipasi maka air demineral yang digunakan sebagai pengisi kolam ISSF harus diupayakan mempunyai kualitas sangat baik yaitu
84
konduktivitas listriknya berkisar 1,6 - 2,8 µS/cm dan pH 5,4 - 6. Disamping itu kondisi lingkungan disekitar kolam ISSF harus dijaga kebersihannya khususnya bebas debu dan kontaminan kimia lainnya.
Pengukuran Laju Korosi
Pengujian korosi dengan menggunakan teknik polarisasi dimaksudkan untuk melihat ketahanan sampel terhadap oksidasi ketika diberi potensial luar. Seberapa besar kecepatan korosi pada material akan terjadi. Berikut adalah hasil
pengukuran laju korosi pada material AlMg2
sebagai material kelongsong bahan bakar nuklir dan SS304 sebagai material rak penyimpanan bahan bakar bekas dan juga material tangki kolam ISSF dalam lingkungan air kolam ISSF. Adapun hasil pengukuran laju korosi, plot tafel seperti terlihat pada Gambar 3, 4. dan Tabel.1.
Gambar.3. Kurva polarisasi SS-304 dalam media air kolam ISSF
Gambar.4.Kurva polarisasi AlMg2 dalam air
kolam ISSF
Tabel.2. Hasil pengukuran laju korosi AlMg2 dan SS304 dalam lingkungan air kolam ISSF
Sampel Ecorr(mV) Icorr (µA/cm2)
ßa(mV) ßc(mV) CR (mpy)
AlMg2 -821,7 0,012 25,19 30,95 0,02
SS304 -76,5 0 24,59 5,17 0,002
Hasil pengukuran pada Tabel 2 memperlihatkan bahwa nilai potensial korosi bebas (Ecorr), kerapatan arus korosi (icorr), dan laju korosi dari masing-masing material berbeda- beda. Bila material/logam dimasukkan ke dalam larutan maka akan terjadi reaksi-reaksi elektrokimia pada antar muka antara logam dan larutan. Reaksi ini menghasilkan suatu potensial elektrokimia yang disebut potensial korosi (Ecorr). Potensial ini ditentukan oleh banyaknya muatan negatif yang terbentuk ketika logam itu
dimasukkan ke dalam larutan. Pada Ecorr, laju
oksidasi sama dengan laju reduksi sehingga sistem tersebut disebut setimbang. Arus reduksi ired, terjadi pada suatu proses reduksi. Arus korosi ioks terjadi oleh suatu proses oksidasi. Pada
Ecorr, ired = ioksdan itotal – ired + ioks = 0. Arus
yang terukur pada instrumen merupakan arus total. Bila suatu potensial yang tidak sama dengan Ecorr diberikan pada suatu sistem maka akan terjadi polarisasi sehingga terjadi reaksi reduksi dan oksidasi, dengan demikian ired dan
ioks pada Ecorr dapat ditentukan.
Besar kecilnya harga potensial korosi mengindikasikan kecenderungan sampel untuk mengalami oksidasi selama berada dalam media pengkorosi. Jika potensial korosi bebas dari sampel yang terukur rendah berarti sampel tersebut mudah teroksidasi, dan jika potensial korosi dari sampel yang terukur tinggi berarti sampel mudah tereduksi. Hasil analisis
memperlihatkan bahwa Ecorr pada material
AlMg2 sebesar -821,7 mV , Ecorr SS304 sebesar
-76,5 mV, hal ini mengindikasikan bahwa material AlMg2 lebih mudah teroksidasi daripada
SS304. Dari kandungan unsur pada material
AlMg2 dan SS304 memberikan informasi bahwa
dengan adanya unsur Cr dan Ni pada material SS304, akan membentuk lapisan kromium oksida dan nikel oksida yang bersifat sebagai pelindung base material dari serangan oksida maupun ion agresif. Namun bukan berarti material/logam ini tidak bisa terkorosi. Pada dasarnya almunium juga menghasilkan almunium oksida jika bereaksi dengan oksigen. Almunium oksida inilah yang akan melindungi base material dari serangan oksigen lebih lanjut. Dalam proses
Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN ISSN 1410-6086
85
melapisi base material, ternyata almunium oksida memiliki porositas yang lebih besar dari pada pelapisan oleh krom oksida. Bisa dikatakan bahwa molekul krom oksida memiliki kerapatan tinggi dari pada molekul almunium oksida. Sehingga lapisan krom oksida lebih melindungi base material dari serangan oksigen dari pada lapisan almunium oksida. Hal ini didukung oleh hasil analisis laju korosi material Al2Mg3 dan
SS304. Besarnya pengukuran laju korosi pada
SS304 dan AlMg2 seperti terlihat pada Tabel
1.Dimana laju korosi untuk material SS 304 dalam lingkungan air kolam ISSF sebesar 0,002
mpy dan untuk meterial AlMg2 dalam lingkungan
yang sama 0,02 mpy. Dari pengukuran laju korosi tersebut, diperoleh informasi bahwa
AlMg2 akan mengalami pengurangan ketebalan
material sebesar 0,02 mili inchi /th dan SS304 akan mengalami pengurangan sebesar 0,002 mili inchi/tahun. Sebagai material kelongsong pelat
bahan bakar, AlMg2 memiliki tebal 0,38 mm,
material tersebut dapat bertahan dari serangan korosi selama lebih dari 40 tahun.
KESIMPULAN
Kualitas air kolam penyimpanan bahan bakar nuklir sudah cukup baik. Pengukuran menggunakan potensiostat diperoleh hasil bahwa Ecorr pada material AlMg2 lebih kecil dari pada
SS304 menunjukkan bahwa AlMg2 akan lebih
mudah teroksidasi dari pada SS304, hal ini
diperkuat dengan pengukuran laju korosi AlMg2
lebih besar daripada laju korosi SS304. Dari pengukuran laju korosi, diperoleh informasi
bahwa AlMg2 akan mengalami pengurangan
ketebalan material sebesar 0,02 mili inchi /th dan SS304 akan mengalami pengurangan sebesar 0,002 mili inchi/tahun. Sebagai material
kelongsong pelat bahan bakar, AlMg2 memiliki
tebal 0,38 mm, material tersebut dapat bertahan dari serangan korosi selama lebih dari 40 tahun. DAFTAR PUSTAKA
[1]. GENI RINA dkk, Aplikasi Program
Pengawasan Korosi Untuk Kolam
Penyimpanan Reaktor RSG-GAS, Prosiding
Seminar Nasional ke-16 Teknologi dan Keselamatan PLTN Serta Fasilitas Nuklir,Surabaya, ISSN:0854-2910, (2010).
[2]. IAEA, Influence of Water Chemistry on
Fuel Cladding Behavior, TECDOC
927,(1993)
[3]. IAEA , Corrosion of esearch Reactor
Aluminum Clad Spent Fuel in Water, TRS
418, (2003).
[4]. GENI RINA , Pengendalian Proses Korosi
Pada Sistem Pendingin Sekunder RSG GAS
30MW, Prosiding Seminar Nasional ke -19
Teknologi dan Keselamatan PLTN Serta Fasilitas Nuklir Yogyakarta, 24-25 September (2013).
[5]. DIAH SRI RAHAYU, Kolam BBB
PTPLR, Materi Presentasi Di Forum Kimia
Air, PTKRN,Serpong,(2014).
[6]. FONTANA, M.G, Corrosion Engine-ering
(3rd.ed), New York: Mc Graw Hill,(1987).
[7]. SUPRIYANTO, Pengaruh Konsentrasi
Larutan NaCl 2% dan 3,5% Terhadap Laju
Korosi Pada Baja Karbon Rendah ,Skripsi,
UMS-Surabaya,(2007).
[8]. SUMIJANTO, Diklat Managemen
Penuaan Dan Aspek Keselamatan Dari
Reaktor Penelitian, BAPETEN,Jakarta,
(2005).
[9]. MONDOLFO, L.F., Aluminium Alloy
Structure and Properties, Butterworth,
London, (1976).
[10]. MAMAN KARTAMAN, Ketahanan
Korosi bahan Struktur AlMg2 Dalam Media Air Pasca Perlakuan Panas Dan
Pendinginan, Jurnal Teknik Bahan Nuklir
Vol 1 No.2, (2005).
[11]. Jones, D.A., Principles and Prevention of
Corrosion, MacMillan Publishing
Company, pp.520-522, (1992).
[12]. HOOLINGSWORTH, E.H., Corrosion
Resistance of Aluminium and Aluminium
Alloys, Aluminium Company of America.
[13]. MATERIAL PROPERTY DATA , 304
Stainless Steel,[online], Available: http://matweb.com/search/DataSheet.aspx? MatGUID
[14]. MATERIAL PROPERTY DATA, AlMg2,[online], Available:
http://matweb.com/search/DataSheet.aspx? MatGUID
86
