Abu Khalid Rivai, dkk.
ISSN 0216 - 3128
57
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 1
Pusat Teknologi Bahan Industri Nuklir-BATAN, Kawasan PUSPIPTEK, Tangerang Selatan, 15314 Telp: 021-756-2860 ext. 4024; Fax: 021-756-0926 2 Pulsed Power and Microwave Technology - Karlsruhe Institute of Technology Germany Email:
[email protected]
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
C
airan logam berat Pb-Bi eutektik merupakan pendingin pada jenis reaktor LFR (Lead alloycooled 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 PbBi 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 unsurunsur metal terutama nikel, krom dan besi
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2012 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 4 Juli 2012
ISSN 0216 - 3128
58
mengalami disolussi ke dalam cairan Pb-Bi [3,4,5). p dasaar baja Fe, Cr, C dan Solubbilitas metal penyusun Ni daalam cairan Pb-Bi P eutektiik pada tempperatur 400-9900ºC ditunjukkkan pada Gam mbar 2.
Gambbar 1. Diagraam Fasa Pb-Bii
Abu Khallid Rivai, dkk.
TATAKE ERJA Bahan Baahan yang diuuji korosi dalaam percobaann ini adalah baja b AISI 3166. Komposisi kimia bahann baja uji koorosi ini dapaat dilihat pad da Tabel 1 dii bawah ini. Baja jenis 3316 ini banyaak digunakann dalam berrbagai bidanng seperti untuk heatt exchanger, alat-alat laboratorium daan salah satuu kandidat maaterial reaktorr berpendingin n logam berat. Tabel 1. Komposisi K kim mia bahan uji (% ( berat) Fe Balancce Cr 16,5-188,5 Ni 10,5-13,5 Mo 2,0-2,55 Ti 0,70 C 0,08
Alat
Gambbar 2. Profil solubilitas s meetal nikel, krom mium dan besi dalam Pb-B Bi eutektik (6) Gambar 2. mempeerlihatkan bahwa b solubiilitas logam-loogam Ni, Cr dan d Fe cukup tinggi pada cairan Pb-B Bi eutektik. Solubilitas loogamlogam m tersebut meningkat m denngan meningkkatnya tempeeratur Pb-Bi. Kebalikan dengan d sifat alami cairann Pb-Bi eutekttik yang koroosif pada tempperatur tinggii, reaktor LF FR di dunia saat ini diddesain beropperasi pada teemperatur miinimal 550ºC C agar dapat memiliki tingkat efisiensii yang cukup untuk mencaapai nilai ekkonomis yangg bersaing dengan d jenis reaktor nukliir lainnya. Daapat dianalisis juga bahwaa unsur nikell merupakan logam yang paling tinggii solubilitassnya diantaara logam-logam penyuusun baja laiinnya. Namunn disisi lain nikel meruppakan salah satu unsur utama padaa baja austennitik seperti baja 316 (SS 316) yang meruppakan salah saatu kandidat material m kelonngsong bahann bakar dan struktur reaaktor berpenddingin logam m berat (7). Beerhubungan dengan d hal teersebut maka tujuan pada penelitian ini adalah untuk menyelidiki ketahaanan korosi baja b jenis 3166 yaitu AISI 316 dalam cairan Pb--Bi eutektik pada tempeeratur 550ºC selama 3122 jam. Uji korosi selam ma tiga ratussan jam inii ditujukan untuk mempperoleh pemahhaman mengeenai perilaku korosi baja AISI 316 pada saat aw wal kondisi reaktor r beropperasi.
Apparatus uji koorosi cairan Pb-Bi P eutektikk yang digunnakan adalahh tipe statik k (stagnant).. Gambar apaaratus uji koroosi beserta exxchange glovee box dapat diilihat pada Gaambar 3. Tabbung reaksi ppada aparatus uji korosi inii terbuat darri bahan quuartz berben ntuk silinder.. Selama penngujian dilakkukan injeksi gas Ar dann Ar+5%H2 secara s berkesiinambungan. Gas hidrogenn yang digunnakan untuk mengatur kadar oksigenn adalah 5% yang relatiif cukup kad darnya untukk penelitian ini dan aaman dari kemungkinann eksplosif. Gas G campuran Ar dan Ar+5% %H2 dialirkann ke tabung air a untuk mennghasilkan uap p air. Kontroll kandungan oksigen di daalam cairan Pb-Bi P eutektikk dilakukan dengan meengatur partial pressuree (tekanan paarsial) pH2/pH2O. Di dalam tabung reaksii ditempatkann sebuah sensor okssigen untukk mengukur konsentrasi k ooksigen selam ma uji korosii berlangsungg. Sampel uj uji ditempatkaan di dalam m sebuah kruusibel yang ttelah berisi cairan Pb-Bii eutektik.
Gambar 3. Gambar aparratus uji korossi cairan PbBi eutektik ddan exchange glove g box
Prosiding Perttemuan dan Prresentasi Ilmiah - Penelitian Dasar D Ilmu Pen ngetahuan dan Teknologi Nuk klir 2012 Pus sat Teknologi Akselerator A da an Proses Baha an - BATAN Y Yogyakarta, 4 Juli J 2012
Abu Khalid K Rivai, dkkk.
ISSN 0216 - 3128
59
permukaannnya (polishinng) menggun nakan mesinn grinda denggan butiran perrmata polikrisstal.
HASIL DAN D PEMB BAHASAN N
Gambbar 4. Susunaan peralatan di d dalam exchaange glove box b
Caraa Kerja Pengkondiisian aparaatus uji korosi dilakuukan sebelum m uji korosi yaitu y pengkonndisian tempeeratur dan kaadar konsentraasi oksigen dengan d cairann Pb-Bi di dalam krusibbel keramik sudah ditem mpatkan di dalam tabung reeaksi. Setelah kedua param meter tercapai sampel uji yaitu y baja AIS SI 316 dimassukan ke dallam krusibel melalui excchange glove box seperti yang y ditunjukkkan pada Gam mbar 4. Exchaange glove boox ini di-vakuum terlebih dahulu d sebeluum dihubunggkan ke tabuung reaksi. Hal H ini dilakuukan agar keetika penempaatan sampel uji ke dalam m krusibel tidaak akan mengubah kadar okksigen yang sudah dikonddisikan sebeluumnya. Konseentrasi oksigeen dalam perccobaan ini adaalah 1x10-6 %berat. % Nilai konsentrasi oksigen o ini di atas nilai pottensial oksigeen pembentuukan oksida besi (maggnetite: Fe3O4) oksida krrom (spinel: Cr2O3) sehhingga diharaapkan terbeentuk lapisaan-lapisan oksida o tersebbut sebagai lapisan l protekktor dari serrangan korosi. Lebih lanjuut lagi, nilai konsentrasi k okksigen ini masih m jauh di bawah nilaii potensial okksigen pembentukan okssida timbal (PbO) sehhingga menekkan pembentuukan kerak oksida o timball pada cairann Pb-Bi eutekttik. Tabell 2. Kondisi percobaan ujii korosi Param meter Keteraangan Jenis Logam Cair Pb-Bi eutektik Tempperatur Cairan (ºC) 550 Konseentrasi O2 (%bberat) 1 x 10-6 Waktuu Uji Korosi (jam) ( 312 Bahann Uji Baja AISI A 316 Perilaku korosi k dari bahan b uji diannalisis menggunakan Opptical Microsscope (OM)) dan Scannning Electroon Microscoppe (SEM)-E Energy Dispeersive X-Ray Microanalysiis (EDX). Sebelum analissis tersebut, spesimen bajja AISI 316 yang sudahh diuji di dalaam cairan Pb-Bi pada tempperatur 550ºC C selama 312 jam tersebut dipotong di teengah, dimassukkan kedalaam resin plasttik cair hinggaa resin tersebbut membeku dan mengeraas kemudian dipoles d
Gaambar 5 mennunjukkan fo oto spesimenn AISI 316 sebelum s dan setelah uji korosi. k Dapatt terlihat bahw wa sebagian bbesar dari sam mpel tertutupii oleh bekuaan Pb-Bi. Saampel uji ko orosi tersebutt kemudian dipotong dii tengah un ntuk analisiss mikrostrukttur lebih lanjuut. Tampang liintang sampell akan tertutuupi oleh bekuaan Pb-Bi yang g menempel dii bagian pingggir. Sisi poositif dari haal ini adalahh terhindarnya resiko terllepas lapisan tipis oksidaa yang munggkin terbentuuk dari perm mukaan akibatt preparasi seperti pem motongan (ccutting) dann polishing.
3 sebelum Gambar 5. Foto spesimeen baja AISI 316 dan sesudah uji korosi Resin
Bullk AISI 316
50 0.0 µm
((a)
Resin
Bekuan Pb-B Bi yang menempel Lapisan? Dianaliisis menggunakan SE EM-EDS Bullk AISI 316 300.0 µm µ
((b) mikroskop optik sampel (a) Gambar 6. Mikrograf m sebelum uji ddan (b) setelah h Uji korosi n mikrograff Gaambar 6. menunjukkan mikroskop optik sampel sebelum ujji korosi dann sesudah ujii korosi. Daapat dianalisiss dari keduaa
Prosiding Perttemuan dan Prresentasi Ilmiah - Penelitian Dasar D Ilmu Pen ngetahuan dan Teknologi Nuk klir 2012 Pus sat Teknologi Akselerator A da an Proses Baha an - BATAN Y Yogyakarta, 4 Juli J 2012
ISSN 0216 - 3128
60
wa setelah penngujian korosi pada mikroograf ini bahw cairann Pb-Bi euteektik dengan temperatur 550ºC selam ma 312 jam dan d konsentrasi oksigen 1x10-6 %beraat maka terbeentuk lapisan di atas perm mukaan sampeel. Resin
Lapisan Oksida
5,44 µm
4,81 µm 5,76 µm
6,01 µm
4,62 µm m 2,34 µm
8,92 µm
Bulk AISI 316
Abu Khallid Rivai, dkk.
di lakukan analisis a metaloografi menggu unakan SEM-EDS. Gaambar 8 mennunjukkan mik krograf SEM M tampang lintang l samppel dengan gambar (b)) merupakan perbesaran ddari gambar (a). Tampakk jelas terbenntuknya dua lapisan diataas permukaann sampel. Lebih lanjut laggi, Gambar 8 (b) dengann jelas menunnjukkan batass awal permu ukaan sampell (original suurface). Tam mpak bahwa lapisan dalam m membentukk akar curam m ke dalam m matriks sampeel. Mikrograff SEM ini menunjukkan m bbahwa keduaa lapisan tipiss tersebut meenempel denggan baik pad da permukaann sampel bajaa AISI 316 ttanpa ada penetrasi Pb-Bii maupun kerretakan pada sstrukturnya.
30.0 µm
Gambbar 7. Mikroggraf mikroskkop optik sampel s setelahh uji korosi Beekuan Pb-Bi yang meenempel
Lappisan 1? Lappisan 2?
Bulk AISI 316
((a) (a) Pb-Bi
Batas perrmukaan awal (originnal surface) Scan line L1
L2 Bullk AISI 316
((b) (b) Gambbar 8. Mikroggraf SEM sampel s AISII 316 dengann gambar (b) meruupakan perbesaaran gambar (a) di area tanda lingkarran putus-putuus Adapun unntuk mikrogrraf mikroskopp optik untukk perbesaran lebih tinggi ditunjukkan pada Gambbar 7. Mikroggraf ini menuunjukkan lebihh jelas pembentukan duaa lapisan dii atas perm mukaan sampeel. Dapat diaanalisis bahwaa ketebalan laapisan atas adalah a ~4.6 – 6 µm sedanggkan lapisan bawah b memiiliki ketebalann yang lebih heterogen h dibaanding lapisaan atas yaituu ~2.3 – 8.99 µm. Lebihh detil mengenai kandungan lapisan-lappisan ini lebih lanjut
Gambar 9. Analisis atom mik EDS sam mpel AISI 3166 (a) Fe, Cr, O dan (b) Pb, Bi, B Ni Gaambar 9 mennunjukkan an nalisis atomikk EDS denggan garis annalisis ditunjjukkan padaa Gambar 8. 8 Hasil annalisis Gam mbar 9 (a)) menunjukkaan bahwa lappisan luar yaang terbentukk adalah lapissan oksida bessi. Terlihat pu uncak atom Fee dan O pada kedalaman seekitar 10-20 µm. µ Dari hasill karakterisassi EDS pada Gambar 9 (aa) juga dapatt dianalisis bahwa b lapisaan yang terrbentuk padaa lapisan dalaam adalah okssida krom. Teerlihat puncakk atom Cr daan O pada keddalaman sekittar 20-30 µm.. Hasil analiisis ini mennunjukkan baahwa dengann pengujian korosi k pada caairan Pb-Bi eu utektik 550ºC C dengan kaddar oksigen 1x10-6 selam ma 312 jam m terbentuk laapisan luar bessi oksida dan lapisan l dalam m
Prosiding Perttemuan dan Prresentasi Ilmiah - Penelitian Dasar D Ilmu Pen ngetahuan dan Teknologi Nuk klir 2012 Pus sat Teknologi Akselerator A da an Proses Baha an - BATAN Y Yogyakarta, 4 Juli J 2012
Abu Khalid K Rivai, dkkk.
ISSN 0216 - 3128
krom besi diatas permukaan p baaja AISI 316.. Pada Gambbar 9 (b) terlihhat bahwa secaara umum atoom PbBi tiddak menembuus ke dalam lapisan l luar oksida o besi. Namun kalaau dianalisis lebih lanjutt dari Gambbar 9 (b) terllihat atom Pbb sedikit massuk ke dalam m lapisan oksida besi di keddalaman 10-11 µm. Tamppak bahwa lappisan oksida yang y bersifat sedikit s poros dapat ditem mbus sedikit oleh o atom Pbb pada bagiann permukaannnya. Dari Gambar G 9 (b)) juga dapat dianalis bahw wa atom Ni yang y memilikki sifat solubiilitas yang tinggi di dalam Pb-Bi tidak mengalami disolussi ke dalam Pb-Bi. Namun dapat dianallisis lebih lannjut dari Gam mbar 9 (b) bahwa b atom Ni memiliki puncak disekkitar kedalam 20-30 µm. Hal H ini berarti bahwa atom m-atom Ni berrgerak dari matriks m baja AISI 316 ke k arah Pb-B Bi dan terkum mpul di lapisan oksida kroom. Atom-atoom Ni dalam m pengujian korosi k yang selama s 312 jaam ini tampaak tertahan dii lapisan oksiida krom dann tidak ditem mukan sampai ke lapisan okssida besi. Darri hasil ini adda kecenderuungan bahwaa untuk sem mentara dalam m waktu relattif pendek attom-atom Ni dapat ditahaan solubilitasnnya oleh lapisaan oksida krom m.
Gambbar 10. Diagraam Ellingham m untuk pottensial pembentukan oksidaa-oksida Uji korosii baja AISI 3116 dalam pennelitian ini tellah dilakukann pada kadar konsentrasi k okksigen 1 x 10 1 -6 %berat di d dalam cairran Pb-Bi euutektik dengaan temperaturr 550ºC. Darii Gambar 10.. yang menunnjukkan diaggram Ellinghaam untuk pottensial pembentukan oksidda-oksida dappat dianalisis bahwa b kondiisi uji korosi ini berada diiatas nilai pottensial oksigeen untuk pem mbentukan oksida besi (maggnetite: Fe3O4) dan (spinnnel: Cr2O3). Hasil perccobaan menunnjukkan bahw wa telah terbeentuk dua lapiisan di atas permukaan p saampel yaitu lapisan l oksida besi pada lapisan luar dan lapisan oksida krom m pada lapisaan dalam. Darri analisis diaggram Ellinghaam ini dapat diprediksi bahwa b lapisann oksida besii yang terbenntuk terutam ma adalah lapisan maggnetite
61
(Fe3O4) dann lapisan okssida krom yaang terbentukk terutama addalah lapisan sp spinel (Cr2O3). Terrkait dengan ppenelitian ketaahanan korosii baja AISI 316 di dalaam cairan Pb b-Bi eutektikk beberapa peneliti telah melaporkanny ya. C. Fazio,, dkk(8) melaaporkan bahw wa telah terbeentuk lapisann tipis oksidaa sekitar 2-44 µm yang mengandungg unsur-unsurr Fe, Cr dan O di atas perm mukaan sampell AISI 316L setelah diuji korosi pada cairan Pb-Bii kondisi staatik dengan ttemperatur 476ºC 4 selamaa 1200 jam. Dalam D laporaan tersebut ju uga dijelaskann bahwa terjaadi pengkayaaan/peningkatan n unsur Ni dii daerah bataas permukaan antara lapisaan oksida dann matriks saampel AISI 316L. Benaamiti, dkk.(9)) melaporkann bahwa samppel baja AIS SI 316L yangg diuji pada cairan Pb-Bi eutektik statiik temperaturr x10-3 %beratt 550ºC dengan kadar ooksigen 1.17x selama 15500 jam menunjukkan terbentuknyaa lapisan tipiss yang utamannya mengandu ung Fe dan O dengan sediikit kandungaan Cr dan Ni. Namun lebihh lanjut dalam m laporan tersebut dijelaaskan bahwaa untuk penggujian korosi selama 3000 0 jam terjadii penetrasi Pbb-Bi ke dalam m matriks deng gan dibarengii disolusi (peelarutan) unssur-unsur Ni, Cr dan Fe.. Dalam peenelitian ini ditunjukkan n terjadinyaa pembentukaan lapisan oksida di atas permukaann sampel AIS SI 316 yaituu lapisan okssida besi dann lapisan oksiida krom. Lappisan-lapisan ini menempell dengan baik pada perrmukaan sam mpel. Namunn pengujian yang y dilakukaan ini relatif singkat yaituu tiga ratusann jam dengaan tujuan un ntuk menelitii perilaku kettahanan korossi baja AISI 316 3 pada awall operasi reakktor. Hal ini menunjukan bahwa untukk waktu yangg relatif singkkat baja AISI 316 memilikii ketahanan korosi k yang baik dengan terbentuknyaa lapisan pelindung yaituu lapisan oksida besi dann lapisan okssida krom yanng melindung gi bahan darii serangan korosi-disolusi k i Pb-Bi. Nam mun indikasii terjadinya disolusi d (pelaruutan) nikel dittemukan padaa baja AISI 316 3 ini walauupun untuk waaktu interaksii dengan cairran Pb-Bi yaang relatif siingkat. Dapatt diprediksi dari hal terssebut dan lap poran-laporann disolusi Pb-Bii sebelumnyaa bahwa seranngan korosi-d dapat meneembus matrikks baja AISI 316 untukk waktu interaaksi dengan P Pb-Bi yang leb bih lama.
KESIMP PULAN Invvestigasi ketahhanan korosi baja b AISI 3166 dengan dibbenamkan dallam cairan Pb b-Bi eutektikk pada tempeeratur 550ºC dengan kadaar konsentrasii oksigen 1xx10-6 %beratt selama 312 jam telahh dilakukan. Telah T terbentuuk lapisan ok ksida besi dann lapisan okssida krom yaang dipredikssi merupakann magnetite (Fe ( 3O4) dan spinnel (Cr2O3). Lapisan-lapisan ini menunjukkaan kemampu uan menahann n mencegahh serangan korosi dari Pb-Bi dan terjadinya disolusi d (pelaruutan) atom-ato om metal darii baja AISI 316 tersebut kee Pb-Bi. Hasill uji korosi inii
Prosiding Perttemuan dan Prresentasi Ilmiah - Penelitian Dasar D Ilmu Pen ngetahuan dan Teknologi Nuk klir 2012 Pus sat Teknologi Akselerator A da an Proses Baha an - BATAN Y Yogyakarta, 4 Juli J 2012
ISSN 0216 - 3128
62
Abu Khalid Rivai, dkk.
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.
9.
UCAPAN TERIMA KASIH
Suyamto
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.
2.
3.
4. 5. 6.
7. 8.
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). International Atomic Energy Agency (IAEA)TECDOC-1348, “Power reactors and subcritical blanket systems with lead and lead– bismuth as coolant and/or target material”, (2003). NEA- Nuclear Energy Agency, “Handbook on lead-bismuth eutectic alloy and lead properties, materials compatibility, thermalhydraulics and technologies”, OECD-NEA, 6195, (2007). A. K. Rivai, M. Takahashi, Progress in Nuclear Energy, Vol. 50, Page 560, (2008). A. K. Rivai, M. Takahashi, Journal of Nuclear Materials, Vol. 398, Page 146, (2010). A. K. Rivai, Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir, hal 35-43, Yogyakarta 19 Juli, (2011). Waltar, A.E, and Reynolds A.B., Fast Breeder Reactors, Pergamon Press, (1981). C. Fazio, G. Benamati, C. Martini, G. Palombarini, Journal of Nuclear Materials, Vol. 296, Page 243, (2001).
G. Benamiti, C. Fazio, H. Piankova, A Rusanov, Journal of Nuclear Materials, Vol. 301, Page 23, (2002).
TANYAJAWAB
− 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 lapisanlapisan 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.
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2012 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 4 Juli 2012
