KE DAFTAR ISI Hasil Hasil Penelitian
ISSN 0854 - 5561
EBN Tahun 2005
PENENTUAN LAJU KOROSI PADA SUHU 150 aC UNTUK BAHAN STRUKTUR AIMg2 PASCA PERLAKUAN PANAS Maman Kartaman A, Sigit dan Dedi Hariadi ABSTRAK PENENTUAN
LAJU KOROSI PADA SUHU150 °e UNTUK BAHAN STRUKTUR AIMg2
PASeA PERLAKUAN PANAS. Telah dilakukan pengujian ketahanan korosi sampel AIMg2 dengan menggunakan alat Autoclave. Pengujian tersebut dilakukan untuk mengetahui dan mempelajari efek perlakuan panas terhadap ketahanan korosi bahan. Sampel yang telah mengalami perlakuan panas dan pendinginan yang berbeda dHakukan uji ketahanan korosi pada media air dengan suhu 150°C. HasH pengujian pada suhu 150°C dalam waktu 250 jam menunjukkan bahwa kenaikan suhu dari 85°C sId 300°C belum menunjukkan penambahan berat yang nyata baik untuk media pendingin udara, pasir maupun air. Sedangkan pada suhu 500°C terjadi kenaikan pertambahan perubahan berat, masingmasing untuk pendingin udara, pasir dan air sebesar 10,9 gr/m2, 16,9 gr/m2 dan 28,23 Kenaikan kecepatan pendinginan pada suhu 100°C sId 300 °e juga belum memberikan dampak yang nyata pada pertambahan berat, namun pada suhu 500°C
gr/m2.
te~adi kenaikan pertambahan berat dengan kenaikan kecepatan pendinginan yaitu 10,9 gr/m2,
16,9 gr/m2 dan 28,23
gr/m2.
Penambahan
berat terbesar terjadi pada media
pendingin air pada suhu pemanasan 500°C ,namun secara keseluruhan pengaruh pemanasan dan pendinginan tersebut tidak mempengaruhi ketahanan korosi yang berarti. Hal ini disebabkan karena perlakuan panas dan pendinginan pada sampel paduan AIMg2 tidak menimbulkan fasa kedua ( Mg2Ah ) yang anodik terhadap matrik - AI dan kemungkinan tegangan sisa yang dihasilkan relatif keci!. Selain itu juga paduan AI termasuk paduan AIMg2 memiliki ketahanan korosi yang baik pada media air pada interval pH 6 - 8 dan
juga lapisan pasif yang cukup protective baik pada suhu kamar maupun
suhu tinggi.
PENDAHULUAN Dalam
rangka
menunjukkan bahwa pemanasan dari suhu kamar hingga 300°C menyebabkan
pengembangan
teknologi produksi elemen bakar reaKtor riset
penurunan sifat mekanik yaitu kekuatan tarik
tipe MTR ( material
hingga 27 % [41• Untuk itu dalam penelitian ini akan dipelajari karakteristik lain dari bahan
testing
reactor
), maka
perlu dilakukan karakterisasi mekanik dan korosi terhadap bahan struktur yang digunakan
kelongsong
sebagai bahan struktur, dan memiliki konduktivitas
digunakan
didalam
pad a media air dengan variasi temperatur dan waktu. Perlakuan panas dilakukan dalam
korosi yang baik pada media air dengan pH berkisar 4,5 - 8,5, kekuatan tarik yang memadai dibentuk
AIMg2 yang
reactor yaitu ketahanan korosinya setelah mengalami perlakuan panas dan pendinginan
di RSG - GAS yaitu AIMg2. Bahan paduan aluminium ini dipilih karena sifatnya memiliki tampang serapan neutron rendah, ketahanan
tungku pada suhu tertentu dan waktu tertentu pula kemudian dilanjutkan dengan pendinginan
mudah panas
dalam beberapa media yakni air, pasir dan udara. Setelah itu sampel AIMg2 diuji korosi di
yang baik [1.2]. Didalam reaktor bahan ini mengalami radiasi pada f1uk tinggi, kemungkinan korosi dalam air, dan perubahan
Autoclave pada temperatur 150°C selama 250 jam .. Dihipotesakan bahwa dengan perlakuan seperti diatas dapat mempengaruhi ketahanan korosi AIMg2 sebagai bahan kelongsong.
suhu sehingga dapat mempengaruhi unjuk kerja bahan tersebut [3] • Penelitian terdahulu
138
HasH Hasil Penelitian
ISSN 0854 - 5561
Karena
perlakuan
panas
diduga
4.
dapat
sample yang telah diuji kemudian dengan
meninmbulkan tegangan sisa yang selanjutnya akan mempengaruhi ketahanan korosinya.
pencuci
dan ditimbang akhir.
Amplituda tegangan sisa yang ditimbulkan dipengaruhi aleh temparatur pemanasan dan media pendingin atau kecepatan pendinginan.
5.
EBN Tahun 2005
dilakukan
ultrasonic,
untuk mendapatkan
perhitungan
dicuci
dikeringkan
pertambahan
be rat berat
sesudah dan sebelum diuji dengan rumus : DW = (Wt - Wo )1 A
METODE DAN TAT A CARA KERJA
OW = pertambahan berat, mg/dm2
A. RUANG LlNGKUP
Wt = berat sample setelah diuji, mg
.:. .:.
Penyiapan sarana meliputi bahan dan alat Melakukan uji fungsi alat Autoclave
Wo = berat sample sebelum diuji, mg A = luas permukaan total dari sample, dm2
.:.
Melakukan percobaan uji korosi dengan alat Autoclave pad a suhu 150°C dengan
.:.
waktu 250 jam Melakukan perhitungan,
evaluasi
Rancanqan Percobaan :
dan
1.
sample
2.
paduan AIMg2 ) suhu perlakuan panas : suhu ruang, 85, 200, 300, 500°C
3. 4.
waktu perlakuan panas: 0, 3, 6, 12 jam jenis media pendingin : air, udara, pasir
pelaporan B. RANCANGAN
DAN METODE
Bahan: Bahan utama yang digunakan
adalah AIMg2
yang diperoleh dari PT Batek berupa sisa sisa pembuatan kelongsong elemen bakar nuklir reactor riset. Bahan lain adalah air demin
yang
digunakan
1
macam
5.
suhu pengujian korosi : 150°C
6.
waktu pengujian korosi : 250 jam
(
HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian dilakukan untuk
sebagai media korosi dan alkohol 1 aseton untuk pencucian sample dengan alat ultra sonic. Alat:
perlakuan
panas
korosi di mengetahui bahan
autoclave pengaruh
AIMg2
terhadap
ketahanan korosinya. Sampel AIMg2 terlebih dahulu dipanaskan pad a berbagai temperatur
1. Autoclave
yaitu 85 DC, 200 DC, 300 DC dan 500 DC.
2. Timbangan
analitik
Cara keria : 1. sample
AIMg2
Sedangkan pendinginanya dilakukan pad a media pendingin udara, pasir dan air. Media setelah
mengalami
pendingin
yang
berbeda
ini
memberikan
perlakuan panas dan pendinginan dipotong dengan ukuran : 1,5 x 1 x 0,3 em,
kecepatan pendinginan yang berbeda pula. Hasil pengujian korosi dengan alat Autoclave
sekitar 1/3 dari atas dibuat lubang sebesar 2mm.
pad a temperatur 150 DC dengan waktu pengujian 250 jam secara keseluruhan
2.
masing-masing
ditampilkan pada tabel1.
3.
untuk mendapatkan berat awal. sample tersebut lalu diuji korosi pad a suhu
seluruh
luas
sample permukaan
kemudian
diukur
dan ditimbang
150°C selama 200 jam menggunakan alat Autoclave.
Sedangkan pengaruh
kenaikan suhu pemanasan dan kecepatan pendinginan ditunjukkan pada grafik 1 dan 2.
dengan
139
Hasil Hasil Penelitian
EBN Tahun 2005
ISSN 0854 - 5561
Tabel-1: Data hasil uji korosi pada suhu 150
°c
6 561.795 0.0005513 0.0005248 0.0005158 0.0006194 6447.700 5 1.2851 1.1349 580.656 19.369 24.785 15.773 20.036 1.263 0.00052 1.2348 1.2825 1.1342 1.1302 30 22 38 138 126 80 64 72 0.0005734 0.0005758 1.3272 0.0005094 0.0005394 0.0005374 0.0005429 0.0005126 0.0005514 0.0004189 0.0004447 0.0004895 0.0006131 573.747 573.365 575.840 539.435 0.000596 1.4412 1.3238 1.3189 1.308 1.4445 1.2387 0.9612 1.2644 1.1952 1.2085 1.3359 88.939 18.935 89.484 09.356 37.401 42.940 1.245 1.298 1.2071 1.4304 0.9353 1.2382 0.9541 1.1681 1.2772 1.2974 1.3364 1.4437 1.1896 1.5443 1.307 1.327 55.6306 55.3644 0.2027 16.9477 -0.9068 0.3534 2.7345 5.5774 0.3473 0.1854 7.9988 1.3953 2.0237 8.9345 1.6779 ·14 2551.312 46 52 56 60 0.0005618 1.2405 1.273 1.241 1.2627 1.2728 1.2391 0.3811 3.6838 10.9608 34 42 114 118 134 18 106 102 110 122 130 84 68 76 88 0.0005659 0.0005989 0.0005952 0.0005737 0.0005478 0.0005307 0.0004935 1.0812 0.0004889 595.231 4 565.907 598.883 444.735 613.084 511.983 512.574 50.000512 1.5093 0.9362 0.9198 1.1897 1.2781 1.5456 1.2163 1.4314 93.460 51.411 95.977 47.759 30.679 1.19 1.3236 1.5085 1.3157 1.2449 1.2618 1.1818 1.2122 1.054 1.6800 1.1051 4.7466 0.8611 0.9816 2.1204 1.3358 1.6747 SP W, 0.0005807 0.0004477 0.9158 LUAS (15.4519 A0.5442 )4.6280 1.4407 Perubahan BERAT, berat, gr gr/m2 M2 Wo NO KODE
Dari tabel keseluruhan
1 terlihat
perubahan
bahwa
secara
besar yaitu 15,45 gr/m2, 16 gr/m2 dan 55 gr/m2. Hal ini diduga sam pel terkontaminasi selama
be rat yang dihasilkan
baik untuk media quenching udara , pasir dan air belum menunjukkan perubahan yang
pengujian, jadi berat setelah pengujian besar.
signifikan. Namun ada beberapa sampel yang menghasilkan
pertambahan
berat yang sangat
140
relatif
ISSN 0854 - 5561
I-~o N
In ro .c iii ro :J ro In C) E .r: Q; L: a..
~ ~
Hasil Hasil Penelitian
--sPasir -+-Udara -,!r-Air
c ~
20 5 15 10 L. .r: .c a.. :C)J 25 L: L. E
_3000C --*-500 OCI _2000C
30
EBN Tahun 2005
I
i
N
i
100 200 300 400 500 600
VcY
Suhu Pemenasan, °c
~
-
<»/'<»
<S'//-
Media Pendingin
Gambar -1: Pengaruh kenaikan suhu terhadap pertambahan pendingin Gambar-1
Gamba-2: pengaruh media pendingin terhadap
berat pd berbagai media
ketahanan korosi pad a berbagai suhu pemanasan.
memperlihatkan
pengaruh Pada
gambar-2
memperlihatkan
kenaikan temperatur pemanasan terhadap pertambahan be rat bahan akibat terkorosi. Dari
pengaruh
grafik nampak bahwa kenaikan suhu dari 85°C
ketahanan korosi bahan. Media pendingin air menghasilkan kecepatan pendinginan yang
sId 300°C,
pertambahan
be rat bahan relatif
kecepatan
pendinginan
sama, sedangkan pada suhu 500°C terjadi kenaikan pertambahan berat. Pertambahan
tinggi sedangkan
be rat terbesar terjadi pad a media pending in air dibanding pendingin udara dan pasir. Untuk
cepat dapat menimbulkan
pendinginan
pasir berturut-turut
10,9
gr/m2
pad a media udara dan pasir
berjalan
selanjutnya dapat korosi bahan.
media air laju pertambahan beratnya sebesar 28,23 gr/m2 sedang untuk media udara dan
terhadap
lambat.
Pendinginan
tegangan
mempengaruhi
sisa yang ketahanan
Secara umum hampir semua paduan alumunium merupakan
dan 16,9 gr/m2.
Hal ini disebabkan~ pendinginan dengan media air menghasilkan kecepatan pendinginan yang
termasuk paduan AIMg2 paduan yang tahan korosi pada
berbagai kondisi lingkungan seperti lingkungan atmosfer, air, air laut dan beberapa bahan kimia. Secara termodinamik aluminium
tinggi. Kecepatan pendinginan tinggi menimbulkan amplitudo tegangan sisa yang relatif besar apalagi terjadi pada pemanasan suhu tinggi yaitu 500°C [5] Semakin besar
merupakan
logam
memiliki ketahanan
yang
sangat
reaktif
dan
korosi yang buruk. Akan
tegangan sisa pada bahan semakin besar pula
tetapi karena produk korosi atau lapisan pasif
pengaruh terhadap ketahanan korosinya, terutama korosi lokal seperti korosi batas butir
yang
atau korosi retak tegang (
terbentuk
mempunyai
sehingga korosi selanjutnya
sifat
protective
langsung terhenti.
Lapisan pasif pada permukaan logam alumunium terbentuk sang at cepat dan hanya
see ).
sekali.
Paduan Alfvlg2 mempunYdi
;~adar Mg
kurang dari 3 %. Berdasarkan diagram fasa biner AI - Mg , paduan AIMg2 ini pad a temperatur kamar memiliki struktur alumunium a. Sedangkan
fasa kedua yakni fasa
r3
tidak
terbentuk pad a paduan AI dengan kadar Mg kurang dari 3 %. Sedangkan paduan AI-Mg dengan kadar Mg > 3% akan menghasilkan
141
Hasil Hasil Penelitian
EBN Tahun 2005
fasa kedua atau presipitat
ISSN 0854 - 5561
yang mengendap
pad a batas butir. Menurut hasil penelitian yang dilakukan oleh Yudie Yuan and Alison J.
3.
pada Paduan AIMg2 dengan kadar Mg kurang dari 3 % tidak menghasilkan fasa
Davenport, pada paduan seri 5754 (AI-4.0 Mg0.5 Cu ) yang mengalami sensitisasi akibat perlakuan panas akan mengalami korosi retak
kedua ( MgzAI3 ) yang anodik dengan matrik
-AI.
tegang akibat terbentuknya fasa kedua dibatas butir. Fasa kedua ini dapat menyebabkan korosi batas butir karena bersifat lebih anodik
DAFTAR PUSTAKA 1.
dibanding matriknya. Oleh karena fasa kedua tidak terbentuk pada paduan AIMg2 maka yang mempengaruhi ketahanan korosi paduan tersebut adalah karena timbulnya tegangan sisa akibat perlakuan
panas. Semakin
2.
besar
kecepatan pendinginan maka semakin besar pula amplitudo tegangan sisa yang ditimbulkan
KESIMPULAN
2.
Alloy
4.
Perlakuan
Panas
dan
Karakteristik
Pendinginan
Mekanik
Bahan
5.
Kelongsong EB RSG - GAS ", Prosiding PIDBBN, PEBN - BATAN, Jakarta, 1996. ANONIM, AMERICAN SOCIETY FOR
6.
Physical Metallurgy. Yuan, Yudie and
METALS, Metal Park, Ohio., Properties and
pertambahan
berat sebesar 28,23 gr/m2, 16,9 gr/m2 dan 10,9 gr/m2 masing-masing pasir dan udara.
A/umunium
Bahan Teknik ", ed.1., Pradnya Paramita, Jakarta, 1985. SIGIT, MUCHLlS, B., ELlN, N., Efek
signifikan terhadap ketahanan korosi bahan
500 DC terjadi
"
Structure and Properties ", Butterworth, London, 1976. HOOLlNGSWORTH, E.H., " Corrosion Resistance of Alumunium and Alumunium
Terhadap
AIMgz baik pada media pendingin udara, pasir maupun air. Sedangkan pada suhu
L.F.,
Alloys ", Alumunium Company of America SURDIA, T dan SAITO, S., " Pengetahuan
Temperatur pemanasan dari 85 DC sId 300 DC belum memberikan dampak yang
pemanasan
MONDOLFO,
3.
terutama pada suhu pemanasan yang tinggi.
1.
dengan pendinginan air relatif lebih besar dibanding media udara dan pasir. Perlakuan panas dari suhu 85 DC sId 500 DC
pada media air,
Crystallographic
Davenport,
Effects
in
AJ
Intergranular
Corrosion of .. an AI - Mg Alloy. The University of Birmingham School of Metallurgy and Materials Edgbaston,
Pendinginan dengan media air memberikan pertambahan berat yang lebih besar dibanding media udara danpasir. Karena diduga tegangan sisa yang ditimbulkan
Birmingham B15 2TT, UK
142
KE DAFTAR ISI
