Hasil Hasil Penelitian EBN Tahun 2005 ISSN 0854 - 5561
PENENTUAN LAJU KOROSI PADA SUHU 150 aC UNTUKBAHAN STRUKTUR AIMg2 PASCA PERLAKUAN PANAS
Maman Kartaman A, Sigit dan Dedi Hariadi
ABSTRAKPENENTUAN 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, masing
masing untuk pendingin udara, pasir dan air sebesar 10,9 gr/m2, 16,9 gr/m2 dan 28,23
gr/m2. Kenaikan kecepatan pendinginan pada suhu 100°C sId 300 °e juga belum
memberikan dampak yang nyata pada pertambahan berat, namun pada suhu 500°C
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 AIMg2tidak 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 pengembangan
teknologi produksi elemen bakar reaKtor riset
tipe MTR ( material testing reactor ), maka
perlu dilakukan karakterisasi mekanik dan
korosi terhadap bahan struktur yang digunakan
di RSG - GAS yaitu AIMg2. Bahan paduan
aluminium ini dipilih karena sifatnya memiliki
tampang serapan neutron rendah, ketahanan
korosi yang baik pada media air dengan pHberkisar 4,5 - 8,5, kekuatan tarik yang
memadai sebagai bahan struktur, mudah
dibentuk dan memiliki konduktivitas panas
yang baik [1.2]. Didalam reaktor bahan ini
mengalami radiasi pada f1uk tinggi,
kemungkinan korosi dalam air, dan perubahan
suhu sehingga dapat mempengaruhi unjuk
kerja bahan tersebut [3] • Penelitian terdahulu
138
menunjukkan bahwa pemanasan dari suhu
kamar hingga 300°C menyebabkan
penurunan sifat mekanik yaitu kekuatan tarik
hingga 27 % [41• Untuk itu dalam penelitian ini
akan dipelajari karakteristik lain dari bahan
kelongsong AIMg2 yang digunakan didalam
reactor yaitu ketahanan korosinya setelah
mengalami perlakuan panas dan pendinginan
pad a media air dengan variasi temperatur dan
waktu. Perlakuan panas dilakukan dalam
tungku pada suhu tertentu dan waktu tertentupula kemudian dilanjutkan dengan pendinginan
dalam beberapa media yakni air, pasir dan
udara. Setelah itu sampel AIMg2 diuji korosi di
Autoclave pada temperatur 150°C selama 250
jam .. Dihipotesakan bahwa dengan perlakuan
seperti diatas dapat mempengaruhi ketahanan
korosi AIMg2 sebagai bahan kelongsong.
ISSN 0854 - 5561
Karena perlakuan panas diduga dapat
meninmbulkan tegangan sisa yang selanjutnya
akan mempengaruhi ketahanan korosinya.
Amplituda tegangan sisa yang ditimbulkan
dipengaruhi aleh temparatur pemanasan dan
media pendingin atau kecepatan pendinginan.
METODE DAN TAT A CARA KERJAA. RUANG LlNGKUP
.:. Penyiapan sarana meliputi bahan dan alat
.:. Melakukan uji fungsi alat Autoclave
.:. Melakukan percobaan uji korosi dengan
alat Autoclave pad a suhu 150°C dengan
waktu 250 jam.:. Melakukan perhitungan, evaluasi dan
pelaporan
B. RANCANGAN DAN METODE
Bahan:
Bahan utama yang digunakan adalah AIMg2
yang diperoleh dari PT Batek berupa sisa
sisa pembuatan kelongsong elemen bakarnuklir reactor riset. Bahan lain adalah air demin
sebagai media korosi dan alkohol 1 aseton
untuk pencucian sample dengan alat ultrasonic.
Alat:
1. Autoclave
2. Timbangan analitik
Cara keria :
1. sample AIMg2 setelah mengalami
perlakuan panas dan pendinginan
dipotong dengan ukuran : 1,5 x 1 x 0,3 em,
sekitar 1/3 dari atas dibuat lubang sebesar2mm.
2. masing-masing sample kemudian diukur
seluruh luas permukaan dan ditimbang
untuk mendapatkan berat awal.
3. sample tersebut lalu diuji korosi pad a suhu
150°C selama 200 jam dengan
menggunakan alat Autoclave.
139
HasH Hasil Penelitian EBN Tahun 2005
4. sample yang telah diuji kemudian dicuci
dengan pencuci ultrasonic, dikeringkan
dan ditimbang untuk mendapatkan beratakhir.
5. dilakukan perhitungan pertambahan berat
sesudah dan sebelum diuji dengan rumus :
DW = (Wt - Wo )1 A
OW = pertambahan berat, mg/dm2
Wt = berat sample setelah diuji, mg
Wo = berat sample sebelum diuji, mg
A = luas permukaan total dari sample, dm2
Rancanqan Percobaan :
1. sample yang digunakan 1 macam (
paduan AIMg2 )
2. suhu perlakuan panas : suhu ruang, 85,200, 300, 500°C
3. waktu perlakuan panas: 0, 3, 6, 12 jam
4. jenis media pendingin : air, udara, pasir
5. suhu pengujian korosi : 150°C
6. waktu pengujian korosi : 250 jam
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian korosi di autoclave
dilakukan untuk mengetahui pengaruh
perlakuan panas bahan AIMg2 terhadap
ketahanan korosinya. Sampel AIMg2 terlebih
dahulu dipanaskan pad a berbagai temperatur
yaitu 85 DC, 200 DC, 300 DC dan 500 DC.
Sedangkan pendinginanya dilakukan pad a
media pendingin udara, pasir dan air. Media
pendingin yang berbeda ini memberikan
kecepatan pendinginan yang berbeda pula.
Hasil pengujian korosi dengan alat Autoclave
pad a temperatur 150 DC dengan waktu
pengujian 250 jam secara keseluruhan
ditampilkan pada tabel1. Sedangkan pengaruh
kenaikan suhu pemanasan dan kecepatan
pendinginan ditunjukkan pada grafik 1 dan 2.
Hasil Hasil Penelitian EBN Tahun 2005
Tabel-1: Data hasil uji korosi pada suhu 150 °c
ISSN 0854 - 5561
NO KODE SP LUAS ( A )BERAT, grPerubahan berat, gr/m2
mm2
M2WoW,
1
2551.3120.00055131.26271.263 0.5442
2
6561.7950.00056181.28251.2851 4.6280
3
·14 580.6560.00058071.44071.4412 0.8611
4
18595.2310.00059521.3071.308 1.6800
5
22573.7470.00057371.31571.3189 5.5774
6
30565.9070.00056591.32361.3238 0.3534
7
34598.8830.00059891.50851.5093 1.3358
8
38573.3650.00057341.44371.4445 1.3953
9
42575.8400.00057581.3271.3272 0.3473
10
46619.3690.00061941.13421.1349 1.1302
11
52524.7850.00052481.27281.273 0.3811
12
56515.7730.00051581.23911.241 3.6838
13
60520.0360.000521.23481.2405 10.9608
14
64488.9390.00048891.0541.0812 55.6306
15
68542.9400.00054291.29741.298 1.1051
16
72489.4840.00048951.16811.1952 55.3644
17
76418.9350.00041890.95410.9612 16.9477
18
80493.4600.00049351.24491.245 0.2027
19
84509.3560.00050941.23821.2387 0.9816
20
88537.4010.00053741.27721.2781 1.6747
21
102444.7350.00044470.93530.9362 2.0237
22
106539.4350.00053941.18961.1897 0.1854
23
110447.7000.00044770.91580.9198 8.9345
24
114547.7590.00054781.26181.2644 4.7466
25
118530.6790.00053071.18181.19 15.4519
26
122613.0840.00061311.54431.5456 2.1204
27
126511.9830.0005121.20711.2085 2.7345
28
130512.5740.00051261.21221.2163 7.9988
29
134551.4110.00055141.33641.3359 -0.9068
30
138595.9770.0005961.43041.4314 1.6779
Dari tabel 1 terlihat bahwa secara
keseluruhan perubahan be rat yang dihasilkan
baik untuk media quenching udara , pasir dan
air belum menunjukkan perubahan yang
signifikan. Namun ada beberapa sampel yang
menghasilkan pertambahan berat yang sangat
140
besar yaitu 15,45 gr/m2, 16 gr/m2 dan 55 gr/m2.
Hal ini diduga sam pel terkontaminasi selama
pengujian, jadi berat setelah pengujian relatifbesar.
ISSN 0854 - 5561 Hasil Hasil Penelitian EBN Tahun 2005
I-~oNEL:C)
~<II
In~iii.r:ro.c:JQ;a..
30
NE
25L: C)
-+-Udara i
~20L.--s- Pasir
<II
_2000C iIn
15
-,!r-Air
c _3000C I
ro.r: 10 --*-500 OCI
ro
.c:JL. 5<II a..
100 200 300 400 500 600
Suhu Pemenasan, °c
Gambar -1: Pengaruh kenaikan suhu terhadap
pertambahan berat pd berbagai media
pendingin
Gambar-1 memperlihatkan pengaruh
kenaikan temperatur pemanasan terhadappertambahan berat bahan akibat terkorosi. Dari
grafik nampak bahwa kenaikan suhu dari 85°C
sId 300°C, pertambahan be rat bahan relatif
sama, sedangkan pada suhu 500°C terjadikenaikan pertambahan berat. Pertambahan
berat terbesar terjadi pad a media pending in air
dibanding pendingin udara dan pasir. Untuk
media air laju pertambahan beratnya sebesar28,23 gr/m2 sedang untuk media udara dan
pasir berturut-turut 10,9 gr/m2 dan 16,9 gr/m2.
Hal ini disebabkan~ pendinginan dengan mediaair menghasilkan kecepatan pendinginan yang
tinggi. Kecepatan pendinginan tinggi
menimbulkan amplitudo tegangan sisa yang
relatif besar apalagi terjadi pada pemanasan
suhu tinggi yaitu 500°C [5] Semakin besar
tegangan sisa pada bahan semakin besar pula
pengaruh terhadap ketahanan korosinya,terutama korosi lokal seperti korosi batas butir
atau korosi retak tegang ( see ).
141
VcY ~ -<f//-
<»/'<» <S'//-
Media Pendingin
Gamba-2: pengaruh media pendingin terhadap
ketahanan korosi pad a berbagai suhupemanasan.
Pada gambar-2 memperlihatkan
pengaruh kecepatan pendinginan terhadap
ketahanan korosi bahan. Media pendingin air
menghasilkan kecepatan pendinginan yang
tinggi sedangkan pad a media udara dan pasir
pendinginan berjalan lambat. Pendinginan
cepat dapat menimbulkan tegangan sisa yang
selanjutnya dapat mempengaruhi ketahanankorosi bahan.
Secara umum hampir semua paduan
alumunium termasuk paduan AIMg2
merupakan paduan yang tahan korosi pada
berbagai kondisi lingkungan seperti lingkungan
atmosfer, air, air laut dan beberapa bahankimia. Secara termodinamik aluminium
merupakan logam yang sangat reaktif dan
memiliki ketahanan korosi yang buruk. Akan
tetapi karena produk korosi atau lapisan pasif
yang terbentuk mempunyai sifat protective
sehingga korosi selanjutnya langsung terhenti.
Lapisan pasif pada permukaan logamalumunium terbentuk sang at cepat dan hanya
sekali. Paduan Alfvlg2 mempunYdi ;~adar Mg
kurang dari 3 %. Berdasarkan diagram fasa
biner AI - Mg , paduan AIMg2 ini pad atemperatur 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
Hasil Hasil Penelitian EBN Tahun 2005
fasa kedua atau presipitat yang mengendap
pad a batas butir. Menurut hasil penelitian yangdilakukan oleh Yudie Yuan and Alison J.
Davenport, pada paduan seri 5754 (AI-4.0 Mg
0.5 Cu ) yang mengalami sensitisasi akibat
perlakuan panas akan mengalami korosi retak
tegang akibat terbentuknya fasa kedua dibatas
butir. Fasa kedua ini dapat menyebabkankorosi batas butir karena bersifat lebih anodik
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 besar
kecepatan pendinginan maka semakin besar
pula amplitudo tegangan sisa yang ditimbulkan
terutama pada suhu pemanasan yang tinggi.
KESIMPULAN
1. Temperatur pemanasan dari 85 DC sId 300
DC belum memberikan dampak yang
signifikan terhadap ketahanan korosi bahan
AIMgz baik pada media pendingin udara,
pasir maupun air. Sedangkan pada suhu
pemanasan 500 DC terjadi pertambahan
berat sebesar 28,23 gr/m2, 16,9 gr/m2 dan
10,9 gr/m2 masing-masing pada media air,
pasir dan udara.
2. Pendinginan dengan media air memberikan
pertambahan berat yang lebih besar
dibanding media udara danpasir. Karena
diduga tegangan sisa yang ditimbulkan
142
ISSN 0854 - 5561
dengan pendinginan air relatif lebih besar
dibanding media udara dan pasir.
3. Perlakuan panas dari suhu 85 DCsId 500 DC
pada Paduan AIMg2 dengan kadar Mg
kurang dari 3 % tidak menghasilkan fasa
kedua ( MgzAI3 ) yang anodik dengan matrik-AI.
DAFTAR PUSTAKA
1. MONDOLFO, L.F., " A/umunium Alloy
Structure and Properties ", Butterworth,
London, 1976.
2. HOOLlNGSWORTH, E.H., " Corrosion
Resistance of Alumunium and Alumunium
Alloys ", Alumunium Company of America
3. SURDIA, T dan SAITO, S., " Pengetahuan
Bahan Teknik ", ed.1., Pradnya Paramita,
Jakarta, 1985.
4. SIGIT, MUCHLlS, B., ELlN, N., Efek
Perlakuan Panas dan Pendinginan
Terhadap Karakteristik Mekanik Bahan
Kelongsong EB RSG - GAS ", Prosiding
PIDBBN, PEBN - BATAN, Jakarta, 1996.
5. ANONIM, AMERICAN SOCIETY FOR
METALS, Metal Park, Ohio., Properties and
Physical Metallurgy.6. Yuan, Yudie and Davenport, AJ
Crystallographic Effects in Intergranular
Corrosion of .. an AI - Mg Alloy. The
University of Birmingham School of
Metallurgy and Materials Edgbaston,
Birmingham B15 2TT, UK
Top Related