INVESTIGASI KETAHANAN KOROSI BAJA AISI 316 LOGAM …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/AO-08_Abu_Khalid_Rivai.pdfbahwa tidak ada penetrasi Pb-Bi yang terjadi ke dalam matriks spesimen
Post on 28-Apr-2019
220 Views
Preview:
Transcript
Abu Khalid Rivai, dkk. ISSN 0216 - 3128 57
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2012 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 4 Juli 2012
INVESTIGASI KETAHANAN KOROSI BAJA AISI 316 PADA CAIRAN LOGAM BERAT Pb-Bi EUTEKTIK 550°C SELAMA 312 JAM
Abu Khalid Rivai1, Annette Heinzel2 dan Fabian Lang2 1Pusat Teknologi Bahan Industri Nuklir-BATAN, Kawasan PUSPIPTEK, Tangerang Selatan, 15314 Telp: 021-756-2860 ext. 4024; Fax: 021-756-0926 2Pulsed Power and Microwave Technology - Karlsruhe Institute of Technology Germany Email: rivai.abukhalid@batan.go.id
ABSTRAK INVESTIGASI KETAHANAN KOROSI BAJA AISI 316 PADA CAIRAN LOGAM BERAT Pb-Bi EUTEKTIK 550°C SELAMA 312 JAM. Pb-Bi eutektik merupakan pendingin salah satu kandidat utama reaktor masa depan di dunia (Generation IV reactors) yaitu LFR (Lead alloy-cooled Fast Reactor) sekaligus merupakan material target spalasi untuk ADS (Accelerator Driven Transmutation System). Pengembangan jenis sistem reaktor nuklir ini bertemu dengan sifat cairan Pb-Bi eutektik yang korosif pada logam-logam yang menjadi penyusun material kelongsong bahan bakar dan struktur reaktor. Oleh karena itu pengembangan material kelongsong bahan bakar dan struktur reaktor dalam lingkungan Pb-Bi eutektik khususnya pada temperatur tinggi merupakan isu utama dalam pengembangan LFR dan ADS. Telah dilakukan uji korosi material baja AISI 316 dalam cairan Pb-Bi eutektik pada temperatur 550ºC. Uji korosi ini dilakukan selama 312 jam dengan konsentrasi oksigen 1x10-6 % berat. Hasil uji korosi menunjukkan bahwa tidak ada penetrasi Pb-Bi yang terjadi ke dalam matriks spesimen AISI 316. Lebih lanjut lagi, telah terbentuk lapisan oksida besi pada permukaan luar dan lapisan oksida krom pada lapisan dalam yang melindungi spesimen baja AISI316 dari serangan korosi dan disolusi Pb-Bi. Kata kunci: Pb-Bi, korosi, baja AISI 316, LFR, ADS
ABSTRACT INVESTIGATION ON CORROSION RESISTANCE OF AISI316 STEEL IN MOLTEN HEAVY METALS Pb-BI EUTECTIC AT 550°C FOR 312 HOURS. Pb-Bi eutectic is a coolant of one of main candidates for the future nuclear reactor in the world (Generation IV reactors) i.e. LFR (Lead alloy-cooled Fast Reactor), and also a spallation target material for ADS (Accelerator Driven Transmutation System). The development of these nuclear reactor systems meets with the corrosive characteristic of molten Pb-Bi to metals as constituent materials of fuel cladding and structural of the reactors. Therefore, development of fuel cladding and structural materials in Pb-Bi eutectic environment especially at high temperature is a critical issue for the deployment of LFR and ADS. Corrosion test of AISI 316 steel in molten Pb-Bi eutectic at 550ºC has been carried out. The test was done for 312 hours with an oxygen concentration of 1x10-6 wt%. The corrosion test result showed that no penetration of Pb-Bi into the matrix of the specimen occured. Furthermore, an iron oxide outer-layer and an chrom oxide inner-layer on the surface of the specimen were formed which protected the AISI 316 steel specimen from corrosion and dissolution attact of Pb-Bi. Keywords: Pb-Bi, corrosion, AISI 316 steel, LFR, ADS
PENDAHULUAN airan logam berat Pb-Bi eutektik merupakan pendingin pada jenis reaktor LFR (Lead alloy-cooled Fast Reactor) yang merupakan salah
satu kandidat reaktor masa depan di dunia (reaktor generasi IV) (1,2) dan sekaligus sebagai material target spalasi pada ADS (Accelerator Driven Transmutation System) (2). Cairan logam berat Pb-Bi eutektik sebagai pendingin reaktor memiliki keunggulan dari sisi neutronik, termal hidrolik dan tidak bersifat ekplosif jika berinteraksi dengan udara dan air (1,2). Penggunaan cairan logam berat Pb-Bi eutektik ini memungkinkan reaktor jenis LFR ini memanfaatkan uranium alam serta membakar limbah radioaktif secara optimal karena penggunaan neutron cepat (fast neutrons) dalam
operasinya. Selain itu penelitian cairan logam berat Pb-Bi eutektik semakin gencar dilakukan di dunia terkait dengan pengembangan teknologi ADS yang didesain menggunakan Pb-Bi eutektik sebagai target spalasi (2). Pb-Bi eutektik yang digunakan adalah paduan 44.5% berat Pb dan 55.5% berat Bi. Pb-Bi eutektik ini memiliki titik leleh cukup rendah yaitu 125°C sehingga paduan ini disebut eutektik yang berasal dari bahasa yunani “eutektos” yang berarti mudah meleleh. Adapun titik didih Pb-Bi eutektik ini cukup tinggi yaitu 1670°C. Gambar 1 menunjukkan diagram fasa paduan Pb dan Bi (3).
Isu utama dalam pengembangan LFR dan ADS di dunia sampai saat ini adalah pengembangan bahan yang tahan korosi di lingkungan Pb-Bi eutektik (3,4,5). Pb-Bi memiliki karakteristik bersifat korosif terhadap baja karena menyebabkan unsur-unsur metal terutama nikel, krom dan besi
C
58
mengSolubNi da400-9
Gamb
Gamb
solubipada logamtempecairantinggiberopdapat mencajenis bahwatinggipenyumerupaustenmerupbahanlogammaka menyAISI tempeselammempbaja berop
Prosiding Pert
alami disolusbilitas metal palam cairan P900ºC ditunjuk
bar 1. Diagra
bar 2. Profil sdan be
Gambar ilitas logam-locairan Pb-B
m tersebut meratur Pb-Bi. n Pb-Bi eutekti, reaktor LF
perasi pada tememiliki tin
apai nilai ekreaktor nuklia unsur nikeli solubilitasusun baja laipakan salah nitik seperti pakan salah san bakar dan m berat (7). Be
tujuan padelidiki ketaha
316 dalam eratur 550ºC
ma tiga ratusperoleh pemahAISI 316 p
perasi.
temuan dan PrPus
si ke dalam penyusun dasaPb-Bi eutektikkan pada Gam
am Fasa Pb-Bi
solubilitas mesi dalam Pb-B
2. mempeogam Ni, Cr d
Bi eutektik. meningkat den
Kebalikan dtik yang koroFR di dunia emperatur migkat efisiensi
konomis yangir lainnya. Dal merupakan snya diantainnya. Namun
satu unsur baja 316
atu kandidat mstruktur rea
erhubungan da penelitian anan korosi b
cairan Pb-selama 312
san jam inihaman mengeada saat aw
resentasi Ilmiasat Teknologi A
Y
cairan Pb-Bi ar baja Fe, Cik pada tempmbar 2.
i
etal nikel, kromBi eutektik (6)
erlihatkan bdan Fe cukup Solubilitas lo
ngan meningkdengan sifat
osif pada tempsaat ini did
inimal 550ºCi yang cukup g bersaing dapat dianalisilogam yang ara logam-n disisi lain utama pada(SS 316)
material kelonaktor berpenddengan hal te
ini adalah baja jenis 316-Bi eutektik2 jam. Uji i ditujukan enai perilaku
wal kondisi r
ISSN 0216 -
h - Penelitian DAkselerator daYogyakarta, 4 J
[3,4,5). Cr, dan peratur
mium
bahwa tinggi ogam-katnya alami
peratur desain
C agar untuk
dengan s juga paling logam nikel
a baja yang
ngsong dingin
ersebut untuk
6 yaitu pada
korosi untuk korosi
reaktor
- 3128
Dasar Ilmu Penan Proses BahaJuli 2012
TATAKEBahan
Baini adalah bbaja uji kobawah ini.dalam berexchanger, kandidat maTabel 1. K
Fe Cr Ni Mo Ti C
Alat Ap
yang digunGambar apabox dapat di
Tabterbuat darSelama penAr+5%H2 syang digunadalah 5%penelitian eksplosif. Gke tabung akandungan dilakukan (tekanan paditempatkanmengukur kberlangsungsebuah krueutektik.
Gambar 3.
ngetahuan dan an - BATAN
ERJA
ahan yang diubaja AISI 316
orosi ini dapaBaja jenis 3
rbagai bidanalat-alat lab
aterial reaktorKomposisi kim
Balanc16,5-1810,5-132,0-2,5
0,70 0,08
paratus uji konakan adalaharatus uji koroilihat pada Gabung reaksi pri bahan qungujian dilaksecara berkesinakan untuk yang relatiini dan a
Gas campuran air untuk menoksigen di dadengan me
arsial) pH2/pHn sebuah konsentrasi og. Sampel ujusibel yang t
Gambar aparBi eutektik d
Abu Khal
Teknologi Nuk
uji korosi dala6. Komposisiat dilihat pad316 ini banyang seperti oratorium da
r berpendinginmia bahan uji (ce 8,5 ,5
5
orosi cairan Ph tipe statikosi beserta exambar 3. pada aparatus uartz berben
kukan injeksi inambungan.
mengatur kif cukup kadaman dari
Ar dan Ar+5%nghasilkan uapalam cairan Pengatur part
2O. Di dalam sensor oks
oksigen selamuji ditempatkatelah berisi
ratus uji korosdan exchange g
lid Rivai, dkk.
klir 2012
am percobaan kimia bahan
da Tabel 1 diak digunakan
untuk heatan salah satun logam berat.(% berat)
Pb-Bi eutektikk (stagnant).xchange glove
uji korosi inintuk silinder.
gas Ar danGas hidrogenadar oksigendarnya untukkemungkinan%H2 dialirkanp air. Kontrol
Pb-Bi eutektikial pressuretabung reaksi
sigen untukma uji korosian di dalamcairan Pb-Bi
si cairan Pb-glove box
n n i n t u
k . e
i .
n n n k n n l k e i k i
m i
Abu K
Gamb
Cara
dilakutempecairanditemparamdimasglove Exchasebeludilakudalamyang oksigeNilai oksigeFe3O4diharatersebkorosini mpembmenekcairanTabelParamJenis TempKonseWaktuBahan
mengScannDispeanalissudah550ºCdimasterseb
Khalid Rivai, dk
Prosiding Pert
bar 4. Susunaglove b
a Kerja Pengkondi
ukan sebelumeratur dan kan Pb-Bi di
mpatkan di dalmeter tercapai sukan ke dalbox seperti y
ange glove boum dihubungukan agar ke
m krusibel tidasudah dikonden dalam perckonsentrasi oen pembentu4) oksida krapkan terbebut sebagai li. Lebih lanju
masih jauh di entukan okskan pembentun Pb-Bi eutektl 2. Kondisi meter Logam Cair
peratur Cairan entrasi O2 (%bu Uji Korosi (n Uji
Perilaku kgunakan Op
ning Electroersive X-Ray sis tersebut, h diuji di dalaC selama 312 sukkan kedalabut membeku
kk.
temuan dan PrPus
an peralatan dbox
isian aparam uji korosi yadar konsentradalam krusibam tabung resampel uji y
lam krusibel yang ditunjukkox ini di-vaku
gkan ke tabuetika penempaak akan mengdisikan sebelucobaan ini adaoksigen ini di ukan oksida rom (spinel: entuk lapisalapisan protekut lagi, nilai k
bawah nilaisida timbal ukan kerak otik. percobaan uji
KeteraPb-Bi
(ºC) 550 berat) 1 x 10(jam) 312
Baja Akorosi dari bptical Microson Microscop
Microanalysispesimen baj
am cairan Pb-jam tersebut
am resin plastdan mengera
resentasi Ilmiasat Teknologi A
Y
di dalam excha
atus uji yaitu pengkonasi oksigen dbel keramik eaksi. Setelah yaitu baja AIS
melalui exckan pada Gamum terlebih d
ung reaksi. Hatan sampel ubah kadar ok
umnya. Konsealah 1x10-6 %atas nilai pot
besi (magCr2O3) seh
an-lapisan oktor dari serkonsentrasi oki potensial ok
(PbO) sehoksida timbal
i korosi angan eutektik
-6
AISI 316
bahan uji dianscope (OM)pe (SEM)-Eis (EDX). Seja AISI 316 Bi pada tempdipotong di te
tik cair hinggaas kemudian d
ISSN 0216
h - Penelitian DAkselerator daYogyakarta, 4 J
ange
korosi ndisian dengan
sudah kedua
SI 316 change mbar 4. dahulu
Hal ini uji ke ksigen entrasi
%berat. tensial
gnetite: hingga oksida rangan ksigen ksigen hingga l pada
nalisis ) dan Energy belum
yang peratur engah, a resin dipoles
- 3128
Dasar Ilmu Penan Proses BahaJuli 2012
permukaanngrinda deng
HASIL DGa
AISI 316 sterlihat bahwoleh bekuakemudian mikrostruktakan tertutubagian pingterhindarnyyang mungpreparasi polishing.
Gambar 5.
Gambar 6.
Gamikroskop sesudah uji
Dianali
ngetahuan dan an - BATAN
nya (polishingan butiran per
DAN PEMBambar 5 mensebelum dan wa sebagian b
an Pb-Bi. Sadipotong di
tur lebih lanjuupi oleh bekuaggir. Sisi poa resiko terl
gkin terbentuseperti pem
Foto spesimedan sesudah
(
(
Mikrograf msebelum uji d
ambar 6. optik sampe
i korosi. Da
Bul
Bekuan Pb-B
Bul
Lapisan?isis menggunakan SE
Teknologi Nuk
ng) menggunrmata polikris
BAHASANnunjukkan fosetelah uji k
besar dari samampel uji koi tengah un
ut. Tampang lian Pb-Bi yangositif dari halepas lapisan
uk dari permmotongan (c
en baja AISI 3uji korosi
(a)
(b) mikroskop opti
dan (b) setelah
menunjukkanl sebelum uj
apat dianalisis
50
Resin
lk AISI 316
300.0 µ
Resin
Bi yang menempel
lk AISI 316
EM-EDS
59
klir 2012
nakan mesinstal.
N oto spesimenkorosi. Dapatmpel tertutupiorosi tersebutntuk analisisintang sampel
g menempel dial ini adalah
tipis oksidamukaan akibat
cutting) dan
316 sebelum
k sampel (a) h Uji korosi
n mikrografji korosi dans dari kedua
0.0 µm
µm
n
n t i t s l i h a t n
f n a
60
mikrocairanselam%berasampe
Gamb
Gamb
untukGambpembsampeatas amemilapisameng
Prosiding Pert
ograf ini bahwn Pb-Bi eute
ma 312 jam dat maka terbeel.
bar 7. Mikrogsetelah
bar 8. Mikrogdenganperbesalingkar
Adapun unk perbesaran bar 7. Mikrogentukan duael. Dapat diaadalah ~4.6 – iliki ketebalanan atas yaituenai kandung
4,81 µm
5,76 µm
Be
LapLap
Pb-Bi
L2L1
temuan dan PrPus
wa setelah penektik dengan dan konsentrentuk lapisan
graf mikroskh uji korosi
(a)
(b) graf SEM sn gambar aran gambar ran putus-putu
ntuk mikrogrlebih tinggi
graf ini menua lapisan dianalisis bahwa
6 µm sedangn yang lebih hu ~2.3 – 8.9an lapisan-lap
5,44 µm 4,62 µ
8,92 µm 2,34 µm
Resin
Bulk AISI 316
ekuan Pb-Bi yang me
Bulk AISI 316
pisan 1?pisan 2?
Bul
Batas per(origin
resentasi Ilmiasat Teknologi A
Y
ngujian korostemperatur
asi oksigen di atas perm
kop optik s
sampel AISI(b) meru
(a) di area us
raf mikroskopditunjukkan
unjukkan lebihi atas perma ketebalan lagkan lapisan bheterogen diba9 µm. Lebihpisan ini lebih
m 6,01 µmm
30.0 µm
Lapisan Oksida
enempel
lk AISI 316
rmukaan awalnal surface)
Scan line
ISSN 0216 -
h - Penelitian DAkselerator daYogyakarta, 4 J
i pada 550ºC 1x10-6
mukaan
sampel
I 316 upakan
tanda
p optik pada
h jelas mukaan
apisan bawah anding h detil
lanjut
- 3128
Dasar Ilmu Penan Proses BahaJuli 2012
di lakukan aEDS.
Gatampang lmerupakan jelas terbensampel. Lejelas menun(original su
Tamakar curamSEM ini mtersebut mesampel bajamaupun ker
Gambar 9.
GaEDS dengGambar 8menunjukkaadalah lapisdan O pada karakterisasdianalisis blapisan dalaatom Cr daHasil analipengujian kdengan kadterbentuk la
ngetahuan dan an - BATAN
analisis metalo
ambar 8 menlintang samp
perbesaran dntuknya dua bih lanjut lagnjukkan batas
urface). mpak bahwa
m ke dalam mmenunjukkan benempel denga AISI 316 tretakan pada s
(
(
Analisis atom(a) Fe, Cr, O
ambar 9 mengan garis an8. Hasil anan bahwa lapsan oksida bes
kedalaman sesi EDS pada bahwa lapisaam adalah oksan O pada kedisis ini menkorosi pada cadar oksigen
apisan luar bes
Abu Khal
Teknologi Nuk
ografi menggu
nunjukkan mikpel dengan dari gambar lapisan diatagi, Gambar 8s awal permu
lapisan dalammatriks sampebahwa keduagan baik padtanpa ada pestrukturnya.
(a)
(b)
mik EDS sam dan (b) Pb, B
nunjukkan annalisis ditunjnalisis Gampisan luar yasi. Terlihat puekitar 10-20 µGambar 9 (a
an yang tersida krom. Tedalaman sekitnunjukkan baairan Pb-Bi eu
1x10-6 selamsi oksida dan l
lid Rivai, dkk.
klir 2012
unakan SEM-
krograf SEMgambar (b)(a). Tampak
as permukaan8 (b) denganukaan sampel
m membentukel. Mikrograf
a lapisan tipisda permukaannetrasi Pb-Bi
mpel AISI 316Bi, Ni
nalisis atomikjukkan pada
mbar 9 (a)ang terbentukuncak atom Feµm. Dari hasila) juga dapatrbentuk padaerlihat puncaktar 20-30 µm.ahwa denganutektik 550ºCma 312 jamlapisan dalam
-
M ) k n n l
k f s n i
6
k a ) k e l t a k . n C m m
Abu K
krom GambBi tidbesi. GambdalamTampporos bagiandapat solubimengdianalatom µm. Hdari mterkumdalamtampaditemini addalamditaha
Gamb
ini tel1 x 1dengamenunpembkondioksigeFe3O4menunatas ppada lapisadapat terben
Khalid Rivai, dk
Prosiding Pert
besi diatas pbar 9 (b) terlihdak menembu
Namun kalabar 9 (b) terl
m lapisan oksipak bahwa lap
dapat ditemn permukaandianalis bahw
ilitas yang alami disoluslisis lebih lanNi memiliki
Hal ini berartmatriks baja mpul di lapis
m pengujian kak tertahan di
mukan sampai da kecenderu
m waktu relatan solubilitasn
bar 10. Diagrapembe
Uji korosilah dilakukan10-6 %berat dan temperaturnjukkan diagentukan oksidisi uji korosi en untuk pem4) dan (spinnjukkan bahwpermukaan salapisan luar
an dalam. Dardiprediksi b
ntuk terutam
kk.
temuan dan PrPus
permukaan bahat bahwa secaus ke dalam lau dianalisis lihat atom Pbda besi di ked
pisan oksida ymbus sedikit onnya. Dari Gwa atom Ni ytinggi di d
si ke dalam Pnjut dari Gampuncak diseki bahwa atomAISI 316 k
an oksida krokorosi yang si lapisan oksike lapisan oksungan bahwatif pendek atnya oleh lapisa
am Ellinghamntukan oksida
i baja AISI 31n pada kadar kdi dalam cairr 550ºC. Darigram Ellinghada-oksida dapini berada di
mbentukan oksnnel: Cr2O3).wa telah terbeampel yaitu ldan lapisan
ri analisis diagbahwa lapisanma adalah
resentasi Ilmiasat Teknologi A
Y
aja AISI 316.ara umum atolapisan luar o
lebih lanjutb sedikit masdalaman 10-1
yang bersifat soleh atom Pb
Gambar 9 (b)yang memilikalam Pb-Bi b-Bi. Namun mbar 9 (b) b
kitar kedalam m-atom Ni berke arah Pb-Bom. Atom-atoselama 312 jaida krom dansida besi. Dara untuk semtom-atom Ni an oksida krom
m untuk pota-oksida
16 dalam penkonsentrasi okran Pb-Bi eui Gambar 10.am untuk potpat dianalisis biatas nilai potida besi (mag Hasil perc
entuk dua lapilapisan oksidoksida krom
gram Ellinghan oksida besilapisan mag
ISSN 0216
h - Penelitian DAkselerator daYogyakarta, 4 J
. Pada om Pb-oksida t dari
suk ke 1 µm. sedikit b pada ) juga ki sifat
tidak dapat
bahwa 20-30 rgerak
Bi dan om Ni am ini n tidak ri hasil
mentara dapat
m.
tensial
nelitian ksigen utektik . yang tensial bahwa tensial
gnetite: cobaan isan di a besi
m pada am ini i yang gnetite
- 3128
Dasar Ilmu Penan Proses BahaJuli 2012
(Fe3O4) danterutama ad
Terbaja AISI beberapa pdkk(8) melatipis oksidaunsur-unsurAISI 316L kondisi sta1200 jam. Dbahwa terjadaerah batamatriks samelaporkandiuji pada 550ºC denselama 15lapisan tipisdengan sedilanjut dalamuntuk pengpenetrasi Pbdisolusi (peDalam pepembentukasampel AISlapisan oksidengan bapengujian ytiga ratusanperilaku ketoperasi reakwaktu yangketahanan klapisan pellapisan oksserangan kterjadinya dbaja AISI 3dengan cairdiprediksi sebelumnyadapat menewaktu intera
KESIMPInv
dengan dibpada tempeoksigen 1xdilakukan. Tlapisan oksmagnetite (lapisan iniserangan terjadinya dbaja AISI 3
ngetahuan dan an - BATAN
n lapisan oksdalah lapisan sprkait dengan p316 di dala
eneliti telah aporkan bahwa sekitar 2-4r Fe, Cr dan Osetelah diuji
atik dengan tDalam lapora
adi pengkayaaas permukaan ampel AISI n bahwa sampcairan Pb-Bi gan kadar o
500 jam ms yang utamanikit kandungam laporan t
gujian korosi b-Bi ke dalamelarutan) uns
enelitian ini an lapisan oSI 316 yaituida krom. Lapik pada peryang dilakukan jam dengatahanan korosktor. Hal ini
g relatif singkkorosi yang indung yaitu
sida krom yankorosi-disolusidisolusi (pelaru316 ini walauran Pb-Bi yadari hal ters
a bahwa seranembus matrikaksi dengan P
PULAN vestigasi ketahbenamkan daleratur 550ºC x10-6 %beratTelah terbentusida krom ya(Fe3O4) dan menunjukkakorosi dari
disolusi (pelaru16 tersebut ke
Teknologi Nuk
sida krom yaspinel (Cr2O3)penelitian ketaam cairan Pbmelaporkanny
wa telah terbe4 µm yang
O di atas permkorosi pada
temperatur 4an tersebut juan/peningkatan
antara lapisa316L. Bena
pel baja AISeutektik stati
oksigen 1.17xenunjukkan nya menganduan Cr dan Ni. ersebut dijelaselama 3000
m matriks dengsur-unsur Ni,
ditunjukkanksida di ata
u lapisan okspisan-lapisan rmukaan saman ini relatif an tujuan unsi baja AISI 3menunjukan
kat baja AISI baik dengan
u lapisan oksng melindungi Pb-Bi. Namutan) nikel dit
upun untuk waang relatif sisebut dan lapngan korosi-dks baja AIS
Pb-Bi yang leb
hanan korosi blam cairan Pbdengan kada
t selama 31uk lapisan okang diprediksspinnel (Cr2Oan kemampu
Pb-Bi danutan) atom-atoe Pb-Bi. Hasil
61
klir 2012
ang terbentuk. ahanan korosib-Bi eutektikya. C. Fazio,entuk lapisanmengandung
mukaan sampelcairan Pb-Bi
476ºC selamauga dijelaskann unsur Ni dian oksida danamiti, dkk.(9)
SI 316L yangik temperaturx10-3 %beratterbentuknya
ung Fe dan ONamun lebih
askan bahwa0 jam terjadigan dibarengi
Cr dan Fe.n terjadinyas permukaan
sida besi danini menempel
mpel. Namunsingkat yaitu
ntuk meneliti316 pada awal
bahwa untuk316 memilikiterbentuknyaida besi dangi bahan darimun indikasitemukan padaaktu interaksiingkat. Dapatporan-laporan
disolusi Pb-BiI 316 untuk
bih lama.
baja AISI 316b-Bi eutektik
ar konsentrasi2 jam telah
ksida besi dansi merupakanO3). Lapisan-uan menahann mencegahom metal daril uji korosi ini
k
i k ,
n g l i a n i n )
g r t a
O h a i i . a n n l n u i l k i a n i i a i t n i k
6 k i h n n -n h i i
62 ISSN 0216 - 3128 Abu Khalid Rivai, dkk.
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2012 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 4 Juli 2012
menunjukkan bahwa untuk interaksi dalam waktu relatif singkat yaitu tiga ratusan jam maka baja AISI 316 memiliki ketahanan korosi yang cukup baik dari serangan Pb-Bi karena pembentukan lapisan-lapisan pelindung yaitu oksida besi dan oksida krom di atas permukaan material tersebut.
UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada
Kementerian Riset dan Teknologi yang telah mendanai program pemagangan riset terkait penelitian ini serta Dr. Georg Müller (Deputy Director of KIT/IHM) dan Dr. Alfons Weisenburger (Group Leader of GESA-Gepulste Elektronen Strahl Anlage) atas kesediaannya menerima kegiatan pemagangan riset penulis serta bantuan dan dukungannya selama kegiatan penelitian di Institute for Pulsed Power and Microwave Technology - Karlsruhe Institute of Technology Germany.
DAFTAR PUSTAKA 1. U.S. DOE Nuclear Energy Research Advisory
Committee and the Generation IV International Forum, “A technology roadmap for Generation IV nuclear energy systems”, U.S. DOE Nuclear Energy Research Advisory Committee and the Generation IV International Forum, (2002).
2. International Atomic Energy Agency (IAEA)-TECDOC-1348, “Power reactors and sub-critical blanket systems with lead and lead–bismuth as coolant and/or target material”, (2003).
3. NEA- Nuclear Energy Agency, “Handbook on lead-bismuth eutectic alloy and lead properties, materials compatibility, thermal-hydraulics and technologies”, OECD-NEA, 6195, (2007).
4. A. K. Rivai, M. Takahashi, Progress in Nuclear Energy, Vol. 50, Page 560, (2008).
5. A. K. Rivai, M. Takahashi, Journal of Nuclear Materials, Vol. 398, Page 146, (2010).
6. A. K. Rivai, Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir, hal 35-43, Yogyakarta 19 Juli, (2011).
7. Waltar, A.E, and Reynolds A.B., Fast Breeder Reactors, Pergamon Press, (1981).
8. C. Fazio, G. Benamati, C. Martini, G. Palombarini, Journal of Nuclear Materials, Vol. 296, Page 243, (2001).
9. G. Benamiti, C. Fazio, H. Piankova, A Rusanov, Journal of Nuclear Materials, Vol. 301, Page 23, (2002).
TANYAJAWAB
Suyamto − Mengapa dalam judul dicantumkan angka 550oC
dan 312 jam. Apa bedanya misalkan 551oC dan 310 jam?
− Pertumbuhan energi listrik dari PLTN (dari dunia) setahu saya justru turun, tolong dikomentari
Abu Khalid Rivai • Angka tersebut menunjukkan percobaan ini
untuk menguji bahan tersebut untuk sistem LFR yang secara umum disajikan didunia yaitu temperatur kelongsong 550oC. Kemudian angka 312 jam adalah untuk menegaskan bahwa perilaku ketahanan korosi yang diuji adalah untuk waktu relatif singkat yaitu tiga ratusan jam.
• Dari data yang diperoleh menunjukkan bahwa kebutuhan energi listrik akumulatif dari PLTN di dunia meningkat, mungkin saja negara-negara tertentu menurun tetapi data menunjukkan secara umum di dunia meningkat (akumulatif).
Tjipto − Pada temperatur 550oC pada SS 316 akan terjadi
peristiwa sensitisasi sehingga Cr cenderung bersenyawa dengan C menjadi CrC. Konsentrasi pembentukan potential laju Cr2O3, mohon penjelasan.
Abu Khalid Rivai • Pada temperatur 550oC dalam percobaan ini
kondisi konsentrasi oksigen dikontrol dengan berada pada diatas potensial oksigen besi oksida dan potensial oksigen krom oksida sesuai dengan prediksi terbentuk lapisan-lapisan tersebut. Juga konsentrasi oksigen tersebut relatif kecil jauh di bawah potensial oksigen timbal oksida. Dalam percobaan ini tidak terdeteksi adanya pembentukan CrC pada bahan tersebut.
top related