## FENOMENA KOROSI ZIRKALOY-2 DAN ZIRKALOY-4 DALAM MEDIA LARUTAN NaCl SECARA ELEKTROKIMIA
Dian.A, Maman K.A, Rosika K, Yanlinastuti Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir - BATAN Kawasan Puspiptek, Serpong, Tangerang Selatan, 15314 e-mail: ad_09@ymail.com
(Naskah diterima : 21-08-2015, Naskah direvisi: 16-09-2015, Naskah disetujui: 23-09-2015)

## ABSTRAK
FENOMENA  KOROSI  ZIRKALOY-2  DAN  ZIRKALOY-4  DALAM  MEDIA  LARUTAN  NaCl SECARA ELEKTROKIMIA . Zirkaloy-2 dan zirkaloy-4 digunakan sebagai bahan kelongsong pada elemen  bahan  bakar  reaktor  daya  BWR  ( Boiling  Water  Reactor )  dan  PWR  ( Pressurized  Water Reactor ).  Selama  penggunaanya  dalam  kolam  penyimpanan  bahan  bakar  bekas  kemungkinan kelongsong berinteraksi dengan air laut ( sea water ), dalam hal kondisi abnormal. Ion klorida yang terdapat  dalam  air  laut  memiliki  potensi  penyebab  terjadinya  korosi  pada  bahan  kelongsong. Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  fenomena  korosi  zirkaloy-2  dan  zirkaloy-4  dalam media  NaCl  melalui  penentuan  parameter  korosi  dengan  teknik  tahanan  polarisasi,  Tafel  dan potensiodinamik.  Sampel  berupa  potongan  bahan  zirkaloy-2  dan  zirkaloy-4  dengan  dimensi 1x1  cm  dilakukan  proses mounting dan  disolder  dengan  kawat  tembaga,  kemudian  permukaan sampel  dipoles  menggunakan  amplas  1200  grit.  Uji  korosi  dilakukan  dalam  sel  korosi  yang dilengkapi  dengan  elektrode  standar  ( saturated  calomel ),  elektroda  penyangga  (grafit)  dan elektroda kerja (sampel). Media pelarut yang digunakan adalah larutan NaCl dengan konsentrasi 3,5   %;  0,35  %  dan  0,175  %.  Hasil  penelitian menunjukkan bahwa adanya ion  Clˉ pada daerah konsentrasi  NaCl  0,175  %  sampai  dengan  3,5  %  tidak  mempengaruhi  pola  mekanisme  korosi. Jenis korosi pada  daerah  potensial ± 250 mV terhadap E corr adalah korosi merata dalam bentuk oksida ZrO 2 . Laju korosi zirkaloy-2 dan zirkaloy-4 pada konsentrasi NaCl 3,5 % diperoleh masing- masing  sebesar  6,39×10 -3 dan  7,40×10 -3 mpy.  Fenomena  korosi  yang  diamati  dengan  teknik potensiodinamik  (±  1000  mV  terhadap  E corr )  menunjukkan  bahwa  zirkaloy-2  dan  zirkaloy-4 mengalami  pasivasi  dan  korosi pitting .  Potensial pitting zirkaloy-2  dan  zirkaloy-4  diperoleh masing- masing sebesar -452,8 mV dan -182,8 mV.
Kata kunci: Korosi, zirkaloy-2 dan zirkaloy-4, media larutan NaCl, elektrokimia, teknik polarisasi

## ABSTRACT
CORROSION PHENOMENA OF ZIRKALOY-2 AND ZIRKALOY-4 IN NaCl SOLUTION MEDIUM BY  ELECTROCHEMICALLY .  Zircaloy-2  and  zircaloy-4  are  used  as  cladding  material  in  Light Water  Reactor,  (LWR),  Boiling  Water  Reactor  (BWR)  and  Pressurezid  Water  Reactor  (PWR). During its  use in the spent fuel pool may  interact between  the cladding and seawater in case  of abnormal  condition.  Chloride  ion  which  contained  in  seawater  has  the  potential  for  being corrosion  in  cladding  material.  The  aim  of  this  work  was  knowing  zircaloy-2  and  zircaloy-4 corrosion  phenomena  in  NaCl  medium  by  corrosion  parameter  determination  with  polarization resistance  technique,  tafel,  and  potentiodynamic.  Samples  are  zircaloy-2  and  zircaloy-4  pieces material with 1x1 cm dimension. The samples are mounting and soldered with copper wire, then the  sample  surface  are  polished  by  1200  grade  grinding  paper.  Corrosion  test  was  done  with corrosion  cell  that  was  completed  by  electrode  standard  (saturated  calomel),  electrode  buffer (grafit)  and  work  electrode  (sample).  Solvent  medium  was  NaCl  solution  with  concentration 3.5  %;  0.35  %;  and  0.175  % .  The  result  showed  that  ion  Clˉ  contained  in  NaCl  which  were concentration area from 0.175 % to 3.5 % did not affect corrosion mechanism. The corrosion type in  potential  range  ±  250  mV  to  E corr was  uniform  corrosion  in  ZrO 2 oxide  form.  Zirkaloy-2  and zirkaloy-4 corrosion rate in 3.5 % NaCl concentration were obtained 6.39×10 -3 and 7.40×10 -3 mpy respectively. Corrosion phenomenon which was observed by potentiodynamic technique (± 1000 mV  to  E corr )  showed  that  zirkaloy-2  and  zirkaloy-4  underwent  passivation  and  pitting  corrosion. Pitting potential zirkaloy-2 and zirkaloy-4 were obtained -452.8 mV and -182.8 mV severally.
Keywords : Corrosion,  zirkaloy-2  and  zirkaloy-4,  NaCl  solvent  medium,  electrochemical, polarization technique.

## PENDAHULUAN
Zirkaloy-2  dan  zirkaloy-4  digunakan sebagai  bahan  kelongsong  dan  struktur pada  elemen  bahan  bakar  reaktor  daya
Boiling Water
Reactor
(BWR) dan Pressurized  Water  Reactor (PWR).  Selama penggunaanya  dalam  kolam  penyimpanan
(fuel storage) bahan bakar bekas, kelongsong zirkaloy-2 dan zirkaloy-4 kemungkinan  berinteraksi  dengan  air  laut ( sea  water )  pada  saat  keadaan  abnormal yaitu  pada  kondisi  sistem  pendingin  kolam penyimpanan  mengalami  kegagalan  fungsi, seperti  yang  dialami  reaktor  Fukushima Daichi [1] .  Ion  klorida  dalam  kandungan  air laut  (NaCl  3,5  %)  adalah  salah  satu  ion agresif,  yangmemiliki  potensi  penyebab terjadinya  korosi  pada  bahan  kelongsong dan  hal  ini  dapat  mengakibatkan  kegagalan fungsi kelongsong dalam mencegah lepasnya  radioaktif  hasil  fisi  keluar  ke lingkungan. Oleh karena itu, pada penelitian ini  akan  dipelajari  proses  korosi  zirkaloy-2 dan  zirkaloy- 4  dengan  adanya  ion  Clˉ dengan  tujuan  untuk  mengetahui  fenomena korosi  melalui  penentuan  parameter  korosi dengan  teknik  tahan  polarisasi,  Tafel  dan potensiodinamik. sebagai dasar dalam memahami karakteristik kelongsong  dengan adanya ion agresif Clˉ.
Paduan  zirkaloy-2  dan  zirkaloy-4 memiliki  sifat  ketahanan  korosi  tinggi  dan sifat  mekanik  yang  baik.  Kehandalan paduan zirkaloy terhadap korosi disebabkan karena  terbentuknya  lapisan  oksida  ZrO 2 pada  permukaan  logam,  sehingga  dapat melindungi  logam  dari  korosi [2] .  Pustaka [3] menyatakan  bahwa  ion – ion seperti florida, khlorida  dan  bromida  dalam  larutan  akan teradsorpsi  pada  permukan  lapisan  oksida, ZrO 2 pada  temperatur  tinggi.  Ion  khlorida akan  memberikan  efek  cacat  secara  lokal dan pengaruhnya lebih besar dari ion florida tetapi  lebih  rendah  dari  bromida.  Beberapa penelitian  sebelumnya  menunjukkan  bahwa zirkaloy-2 akan mengalami Stress Corrosion Cracking  (SCC) dalam  larutan  klorida  pada
polarisasi  di  sekitar  potensial  kritis pitting (E pitt )  dan  dalam  larutan  NaCl  temperatur tinggi  373 K  akan mengalami korosi dengan tipe pitting [4] , juga dialami pada media NaOH + H 3 BO 3 . Sementara itu, telah diperoleh pula adanya radiasi alpha, beta dan gamma yang akan  menyebabkan  korosi pitting pada kelongsong zirkaloy-2 karena radiasi tersebut  dapat  mengurai  H 2 O  menjadi oksida  seperti  H 2 O 2 dan  OH.  Ion  Cl ˉ dalam media  larutan  NaCl  akan  bereaksi  dengan oksidan menghasilkan ClO 2 ˉ dan ClO 3 ,  yang menyebabkan  korosi pitting pada  zirkaloy-2.
Zirkaloy-4  rentan  terhadap  larutan  halida seperti yang telah diteliti sebelumnya bahwa zirkaloy-4 akan mengalami Stress Corrosion Cracking  (SCC) dalam  larutan  NaCl,  KBr dan KI [5] . Faktor lain yang memicu terjadinya korosi adalah perlakuan panas yang menunjukkan  semakin  tinggi  dan  semakin lama waktu perlakuan panas akan meningkatkan laju korosi merata dan pitting .
Hal  di  atas  menunjukan  bahwa kondisi  media  larutan  NaCl  dengan  induksi faktor  luar  seperti  temperatur,  radiasi  dan perlakuan mekanik berpontensi untuk meningkatkan terjadinya korosi pada paduan  zirkaloy.  Oleh  karena  itu  diperlukan uji  korosi  pada  bahan  zirkaloy-2  dan zirkaloy-4 tanpa proses perlakuan dan tanpa menggunakan parameter luar seperti temperatur,  radiasi  dan  hanya  menggu- nakan  parameter  kondisi  media  larutan NaCl.  Hasil  penelitian  diharapkan  dapat digunakan  sebagai  data  pembanding  dalam melengkapi data karakterisasi bahan paduan  berbasis  zirkonium  sebagai  bahan kelongsong  bahan  bakar  nuklir,  khususnya uji korosi.

## METODOLOGI
Fenomena  korosi  zirkaloy-2  dan zirkaloy-4  dalam  media  larutan  NaCl  pada berbagai konsentrasi ion Clˉ (3,5 %; 0,35 %,
0,175  %)  diamati  dengan  menggunakan teknik  Tafel  dan  Potensiodinamik.  Cuplikan berbentuk  persegi  dengan  dimensi  1x1  cm dibuat  daripotongan  pelat  zirkaloy-2  dan
zirkaloy-4,  yang  dimounting  menggunakan campuran  resin  dan hardener .  Proses mounting sampel  zirkaloy  dilakukan  untuk mempermudah penanganan sampel berukuran kecil. Langkah selanjutnya dilakukan proses penyolderan untuk menghubungkan  sampel  dengan  kabel, yang  terhubung  dengan  alat  potensiostat. Proses selanjutnya sampel zirkaloy diamplas  dengan  menggunakan  kertas amplas  1200  grit  agar  diperoleh  permukaan yang  rata  dan  halus.  Permukaan  sampel zirkaloy kemudian dibersihkan dengan menggunakan  alkohol  dalam ultrasonic cleaner selama  5  menit  dan  air  demineral, dibiarkan  sampai  kering  di  udara.  Proses korosi  dilakukan  dalam  sel  korosi  yang dilengkapi Saturated  Calomel  Electrode (SCE) sebagai reference  electrode dan  dua buah  elektrode  penyangga  berupa  grafit yang  ditempatkan  secara  simetri  terhadap elektrode  kerja  yang  berupa  cuplikan zirkaloy-2  dan  zirkaloy-4.  Larutan  media proses  korosi  adalah  larutan  NaCl  3,5  %; 0,35  %  dan  0,175  %,  masing-masing sebanyak 600 mL untuk setiap proses korosi yang dilakukan pada temperatur kamar.
Proses korosi diawali dengan memonitor Open  Circuit  Potential (OCP) sampai mencapai keadaan OCP yang stabil, dengan ditunjukkan oleh nilai potensial (mV) yang  konstan  terhadap  waktu.  Setelah keadaan  OCP  stabil,  proses  uji  korosi dilanjutkan  untuk  penentuan  parameter korosi  menggunakan  teknik  polarisasi,  yang terdiri  dari polarization  resistance ,  tafel  dan potensiodinamik. Metode Polarization resistance dilakukan pada  rentang potensial sebesar  ±  10  mV  dengan  kecepatan scanning 0,125  mV/s,  sedangkan  Tafel  dan potensiodinamik  pada  daerah  potensial masing-masing  pada  ±  250  mV  dan ± 1000 mV terhadap E corr dengan kecepatan 0,5  dan  0,1  mV/detik. Morfologi  permukaan sampel  zirkaloy  yang  telah  mengalami proses korosi diamati dengan menggunakan mikroskop  optik  dengan  perbesaran  200 kali. Analisis kualitatif dan kuantitatif unsur –
unsur  logam  paduan  (Sn,  Fe,  Cr,  Ni)  dalam bahan  zirkaloy-2  dan  zirkaloy-4  dilakukan dengan  menggunakan  spektrometer X-Ray Fluorescence (XRF).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil scanning OCP pada  zirkaloy-2 dan  zirkaloy-4  menunjukkan  bahwa  kondisi stabil  sistem  zirkaloy  dengan  media  larutan NaCl  (3,5  %;  0,35  %  dan  0,175  %)  tercapai dalam  waktu  8  jam  dari  saat  pencelupan sampel  dalam  sel  korosi.  Nilai  potensial korosi,  E corr ,  yang  diperoleh  dalam  kisaran antara -500 mV sampai dengan - 600 mV.
Pengujian  korosi  sampel  zirkaloy-2 dan  zirkaloy-4  dengan  menggunakan  teknik tahanan  polarisasi  (Rp)  dilakukan  untuk mengetahui  ketahanan  sampel  ketika  diberi potensial  luar  sebesar  ±  10  mV  kepada elektrode  kerja.  Hasil scanning potensial dengan  rentang  ±  10  mV  dari  E corr memberikan  perubahan  arus  seperti  yang terlihat  pada  Gambar  1.  Kemiringan  ( slope ) kurva  linier  yang  terbentuk  dari  hubungan potensial dan arus digunakan untuk mengetahui nilai tahahan polarisasi (Rp).
Gambar 1a. Kurva Polarisasi Paduan zirkaloy-2
Nilai tahanan polarisasi selanjutnya digunakan  untuk  menentukan  kerapatan arus,  I c orr dengan  menggunakan  persamaan Stern-Geary [6] sebagai berikut:
dengan,
I corr = kerapatan arus korosi, (nA) Rp = tahanan polarisasi β anodic = koefisien kurva anodik (0,12 mV)
β katodic = koefisien kurva katodik (0,12 mV)
Nilai  I corr ditentukand  ari  nilai Rp yang  diperoleh  dari  hasil  olahan software e-Chem kemudian  disubtitusikan  ke  dalam persamaan  Stern –Geary.  Data  Rp  dan Icorryang  diperoleh  tertuang  pada  dalam Tabel 1.
Parameter korosi dapat juga
diketahui melaluiteknik polarisasi Tafel dengan  memberi  potensial  pada  elektoda kerja  dalam  rentang  pengukuran  ±  250  mV terhadap E corr .
Tabel 1.   Data tahanan korosi ( Rp ) dan arus korosi (I corr ) zirkaloy-2 dan zirkaloy-4 pada berbagai konsentrasi Clˉ.
Konsentrasi NaCl (%) zirkaloy-2 zirkaloy-4 Rp (Ω, Ohm) I corr (nA) Rp (Ω, Ohm) I corr (nA) 3,500 1,324 34,710 1,460 38,590 0,350 0,984 45,000 1,117 24,800 0,175 0,820 74,840 1,611 19,660
Hasil  pengukuran  dengan  teknik polarisasi  Tafel  diperoleh  kurva  polarisasi yang  memilki  dua  cabang  kurva  yaitu  kurva katodik  dan  kurva  anodik  seperti  yang ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar . 2. . Pola diagram Katodik dan Anodik [7]
Gambar  2  menunjukkan  bahwa kurva  katodik  menggambarkan  fenomena reaksi  reduksi  dalam  larutan  NaCl  dengan memindahkan sejumlah elektron dari logam, sedangkan  kurva  anodik  menggambarkan reaksi oksidasi pada logam dengan pelepasan  sejumlah  elektron. Tafel  plot merupakan bagian linier dari kurva polarisasi log current (log i) katodik dan anodik. Kurva polarisasi menggambarkan fenomena korosi berdasarkan  hubungan  potensial  (mV)  dan
kerapatan  arus  (A).  Laju  korosi  pada  kurva polarisasi dinyatakan dengan adanya perameter  korosi  yaitu  E corr ,  I corr , β anodik dan β katodik , yang diperoleh dari ekstrapolasi garis linier pada daerah katodik dan anodik.
Hasil scanning potensial pada rentang ± 250 mV terhadap E corr pada sistim korosi  zirkaloy-2  dan  zirkaloy-4  dalam larutan  NaCl  pada  berbagai  konsenterasi ditunjukkan pada Gambar 3. Kurva polarisasi  zirkaloy-2  dan  zirkaloy-4  pada daerah  katodik  dengan  potensial  dibawah E corr maupun daerah anodik dengan rentang potensial diatas E corr menunjukkan pola yang hampir sama untuk
masing-masing konsentrasi Clˉ.

## Gambar 3b. Kuva Tafel zirkaloy-4
Fenomena  ini  menunjukkan  bahwa konsentrasi ion Clˉ dalam kisaran konsetrasi 3,5 %; 0,35 %, 0,175 % NaCl tidak memberi efek  yang  signifikan  terhadap  mekanisme proses  korosi  zirkaloy-2  dan  zirkaloy-4. Kurva  anodik,  yang  dimulai  dari  potensial korosi,  E corr sampai  maksimum  potensial
pengukuran  disebut  daerah  aktif.  Pada daerah aktif, sampel zirkaloy sebagai anoda mengalami  proses  reaksi  oksidasi  dan menghasilkan  ZrO 2 yang  menyebabkan terjadinya  korosi  merata  ( uniform  corrosion ) dengan  laju  korosi  seperti  yang  tertuang pada Tabel 2. Korosi merata merupakan tipe korosi  yang  tidak  berbahaya  karena  produk korosi berupa lapisan film oksida ZrO 2 , yang meliputi seluruh permukaan sampel sebagai lapisan  pelindung  logam  terhadap  korosi selanjutnya. Hasil analisis  dengan Tafel plot pada zirkaloy-2 dan zirkaloy-4
menggunakan software E-Chem untuk mendapatkan  nilai  parameter  korosi,  yang hasilnya tercantum pada Tabel 2.
Tabel 2. Data parameter korosi zirkaloy-2 dan zirkaloy-4
Sampel E corr (mV) β katodik β anodik I corr (nA) C R (mpy) Zirkaloy-2 NaCl 3,500 % -539 221,4×10 -3 203,5×10 -3 56,4 6,390×10 -3 NaCl 0,350 % -592 202,5×10 -3 206,8×10 -3 48,6 3,613×10 -3 NaCl 0,175 % -544 325,0×10 -3 250,1×10 -3 82,5 6,134×10 -3 Zirkaloy-4 NaCl 3,500 % -438 282,6×10 -3 240,10×10 -3 48,10 7,400×10 -3 NaCl 0,350 % -458 229,1×10 -3 209,06×10 -3 68,00 9,890×10 -3 NaCl 0,175 % -414 165,2×10 -3 103,60×10 -3 34,70 5,049×10 -3
Nilai  kerapatan  arus  korosi  (I corr ) zirkaloy-2  dan  zirkaloy-4  untuk  setiap konsentrasi  NaCl  diperoleh  sangat  rendah, terutama  pada  konsentrasi  larutan  NaCl 0,35  %  untuk  zirkaloy-2  dan  0,175  %  untuk zirkaloy-4.  Hal  ini  disebabkan  oleh  faktor sistematis  dari  fluktuasi  hasil  pengukuran. Berdasarkan standar kategori korosi dengan mengacu  pada National  Association  of Corrosion Engineers ( NACE , 1985) nilai laju korosi  tersebut  termasuk  dalam  kategori aman  ( out  standing )  karena  berada  di bawah nilai 1 mpy [8] . Hasil  analisis  laju  korosi  zirkaloy-2 dan zirkaloy-4 secara garis besar telihat ada sedikit  perbedaan.  Hal  ini  dimungkinkan karena  adanya  perbedaan  komposisi  kimia secara  kualitatif  dan  kuantitatif  dari  unsur
pemadu  yang  terkandung  dalam  zirkaloy-2 dan  zirkaloy-4.  Berdasarkan  hasil  analisis komposisi  kimia  dengan  menggunakan spektrometer  XRF  diperoleh  hasil  seperti yang tertuang pada Tabel 3.
Tabel  3.  Data  konsentrasi  unsur  pemadu dalam zirkaloy-2 dan zirkaloy-4.
Unsur Pemadu Konsentrasi (%) Zirkaloy-2 Zirkaloy-4 Sn 1, 357 1, 0663 Fe 0, 174 0, 1548 Cr 0, 045 0, 0817 Ni 0, 069 -
Dalam  kisaran  konsentrasi  di  atas, unsur pemadu Sn mampu larut padat dalam bentuk  fasa  alpha  dengan  matrik  Zr.  Unsur Fe,  Cr  dan  Ni  mempunyai  daya  kelarutan rendah  dalam  matrik  Zr  dapat  membentuk
fasa  beta  dengan  presipitat  dalam  ikatan Zr 2 (Fe,  Ni)  dan  Zr(Fe,  Cr) 2 dalam  paduan zirkaloy-2  dan  presipitat  Zr(Fe,  Cr) 2 dalam paduan  zirkaloy-4 [9,10,11] .  Besar  ukuran  dan distribusi presipitat dalam matrik Zr merupakan  salah  faktor  yang  berpengaruh pada laju korosi zirkaloy [12] . Hal ini disebbkan  karena  adanya  presipitat  pada batas butir dan akan menghasilkan perbedaan  potensial  dalam  matrik  Zr. Fenomena  ini  merupakan  salah  satu  faktor pemicu  untuk  terjadinya  korosi.  Selain  itu dimungkinkan  juga  terjadi  sejumlah  reaksi akibat  adanya  presipitat  pada  batas  butir dan pengurangan pada unsur Zr, Sn, Ni, Fe dan Cr pada permukaan paduan tersebut.
Perilaku  aktif-pasif  zirkaloy  dalam suatu  media  dapat  diketahui  dengan  cara melakukan pengukuran potensiodinamik dengan  memberikan  potensial  luar  sekitar 1000  mV  terhadap  E corr dan  kecepatan scanning sebesar 1 mV dengan tujuan untuk mengetahui  adanya  korosi pitting pada lapisan  film  oksida  oleh ion  Clˉ.  Hasil pengukuran  potensiodinamik  zirkaloy-2  dan zirkaloi-4 ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar  4  menunjukan  bahwa  hasil pengukuran  potensiodinamik  berupa  kurva hubungan  potensial (mV) dengan kerapatan arus  (mA).  Setelah  terjadi  reaksi  reduksi – oksidasi,  terbentuk  daerah  pasivasi,  yang ditunjukkan  oleh  arus  yang  konstan  pada kenaikkan potensial. Rentang daerah pasivasi  pada  zirkaloy-2  cukup  besar  yaitu dimulai  dari  potensial  79,94  mV  pada  posisi 1  hingga  452,8  mV  pada  posisi  2, sedangkan  rentang  daerah  pasivasi  untuk zirkaloy-4 sangat kecil. Pembentukan lapisan  pasif  pada  bahan  zirkaloy-2  cukup stabil dibanding
zirkaloy-4. Hal ini
disebabkan oleh adanya unsur pemadu nikel (Ni) pada zirkaloy-2 yang dapat meningkatkan  ketahanan  korosi.  Pustaka [13] menjelaskan  pula  bahwa  penambahan unsur  Ni  ke  dalam  paduan  zirkaloy  dapat mendorong peningkatan ketahanan korosi.
Hal  yang  sama  telah  diperoleh  oleh peneliti  sebelumnya [2] bahwa  penambahan
unsur  Ni  dapat  meningkatkan  ketahanan korosi  khususnya  terhadap  korosi nodular corrosion ( un-uniform  oxide  thickness ), namun  dapat  meningkatkan  kecepatan penangkapan hidrogen.
Gambar 4a. Kurva Potensio-dinamik zirkaloy-2
Gambar 4b. Kurva Potensio-dinamik zirkaloy-4
Pasivasi  adalah  hilangnya  reaksi korosi  akibat  terbentuknya  lapisan  pasif, ZrO 2 pada  seluruh  permukaan  logam. Terbentuknya
lapisan
pasif
ZrO 2
menyebabkan meningkatnya ketahanan korosi [14] .  Pada  kondisi  pasivasi  arus  korosi relatif  tetap  meskipun  tegangan  kerja dinaikkan.  Fenomena  pembentukan  lapisan ZrO 2 [7] mengikuti reaksi sebagai berikut:
Zr + 2H 2 O  ZrO 2 + 4H + + 4eˉ 4H + + 4eˉ  2H 2 Zr + 2H 2 O  ZrO 2 + 2H 2
Lapisan pasivasi dapat menghalangi terjadinya  proses  korosi  lebih  lanjut,  namun dengan adanya peningkatan potensial sampai  melampui  daerah  pasivasi  akan menyebabkan  zirkaloy  aktif  kembali.  Hal  ini mengakibatkan lapisan pelindung ZrO 2 rusak dan  menyebabkan  zirkaloy  berinteraksi dengan  ion  Cl ˉ  sebagai  media.  Fenomena
ini  dikenal  dengan  korosi pitting (sumuran) dan  dapat  mulai  terjadi  pada  potensial  saat rapat  arus  mulai  meningkat.  Nilai  E pitting zirkaloy-2  dan  zirkaloy-4  seperti  yang ditunjukkan pada Tabel 4.
Tabel 4. Data potensial pitting , E pitting
Sampel E pitting (mV) NaCl 3,5 % NaCl 0,35 % NaCl 0,75 % Zirkaloy-2 452,8 699,8 638,0 Zirkaloy-4 182,8 211,9 234,7 Tabel  4  menunjukkan  nilai  E pitting Zirkaloy-2  lebih  tinggi  dari  E pitting zirkaloy-4, hal  ini  mengambarkan  bahwa  ketahanan korosi  zirkaloy-2  lebih  baik  dari  pada zirkaloy-4 terhadap agresi ion Cl ˉ.
Morfologi  permukaan  zirkaloy-2  dan zirkaloy-4,  yang  telah  mengalami  proses korosi  dengan  metode  potensiodinamik pada kisaran potensial ±  1000 mV terhadap E corr ditunjukkan  pada  Gambar  5.  Hasil tersebut diperoleh dari pengamatan menggunakan  mikroskop  optik  dengan perbesaran
200
kali. Gambar 5 menunjukkan bahwa korosi yang terjadi baik pada  bahan  zirkaloy-2  maupun  zirkaloy-4 adalah jenis korosi pitting . Paduan zirkonium mempunyai  potensi  korosi pitting yang cukup  besar,  terutama  akibat  adanya  ion agresif  seperti  ion  Cl ˉ.  Takafumi  Motooka [1] menyatakan bahwa semakin tinggi kadar ion Clˉ maka potensial pitting makin rendah atau dengan  kata  lain  bahan  tersebut  mudah mengalami  korosi pitting pada  konsentrasi ion Clˉ tinggi.
Gambar 5a. Morfologi permukaan zirkaloy-2
Gambar 5b. Morfologi permukaan zirkaloy-4

## SIMPULAN
Hasil  peneltian  menunjukkan  bahwa adanya  ion Clˉ  pada  daerah  konsentrasi NaCl  0,175  %  sampai  dengan  3,5  %  tidak mempengaruhi  pola  mekanisme  korosi zirkaloy-2  maupun  zirkaloy-4.  Jenis  korosi pada  daerah  potensial  ±  250  mV  terhadap E corr adalah  korosi  merata  dalam  bentuk ZrO 2 .  Laju  korosi  zirkaloy-2  dan  zirkaloy-4 pada  konsentrasi  NaCl  3,5  %  diperoleh masing-  masing  sebesar  6,39×10 -3 dan 7,40×10 -3 mpy.  Fenomena  korosi  yang diamati dengan menggunakan teknik potensiodinamik  (±  1000  mV  terhadap  E corr ) menunjukkan  hasil  bahwa  zirkaloy-2  dan zirkaloy-4  mengalami  pasivasi  dan  korosi dengan  jenis pitting .  Potensial pitting zirkaloy-2  dan  zirkaloy-4  pada  media  NaCl 3,5  %  diperoleh  masing-masing  sebesar -452,8 mV dan -182,8 mV.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terimakasih kepada  Junaedy,  Setia  Permana,  Ely Nurlaily  dan  Anditania  Sari  Dwi  Putri  yang telah  membantu  dalam  kegiatan  preparasi sampel dan uji korosi sehingga penelitian ini dapat terlaksana dengan baik.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Takafumi  Motooka,  Atsushi  Komatsu,
Takashi Tsukada and Masahiro Yamamoto,  (2014), Pitting  Potential  of Zircaloy-2  In  Artificial  Seawater  Under
Gamma-Ray  Irradiation ,  Japan  Atomic
Energy  Agency  2-4,  Electrochemical Society.
[2]  Peng Wang, (2011), Corrosion
Behaviour  of  Zirconium  Alloys  in  High Temperature  Aqueous  Enviroment  by Electrochemical  Impedance  Spectro- scopy ,  The  University  of  Manchester,
Faculty  of  Physical  Engineering  and Physical Sciences.
[3]  Donald  A  Palmer,  Michael  L.Machesky et  al,  (2008), Adsorption  of  Ions  on Zirconium Oxides Surfaces from
AqueousSolution  at  High  Temperature ,
Chemical Sciences Division, Oak Ridge national Laboratory, USA).
[4]  Gopala  Venkateswara,  (1999), Pitting Corrosion  of  Zircalloy-2  in  Chloride Media  at  318-343 K ,  International
Conference  of  Nuclear  Engineering, Tokyo, ICODE-7066.
[5]  S.B.  Farina,  G.S.  duffa  JR,  Galved, (2011), Stress  Corrosion  Crack  of Zircalloy-4  in  Halide  Solution  Effect Temperature , Mat.Res., Vol.5 No.2.
[6]  Dian  A,  Maman  Kartaman,  Rosika  K, Yanlinastuti, (2014), Analisis Fenomena Korosi  Paduan  AlMg2  dan  AlMgSi Menggunakan Metoda elektrokimia,
Urania,  Jurnal  ilmiah  Bahan  Bakar
Nuklir, Vol 20, No 3, hal 136-139, ISSN 0852-4777 . [7]  Hassnaa Hussein
Abd El-Halin Mohamed, (2014), Electrochemical Behaviour of Some Metals of Technologycal  Importance  in  Aqueous
Solutions ,  Departement  of  Chemistry,
Faculty of Science, Fayoum .
[8]  Andreas  Y.,  Aprianto  Prasetyo,  (2012), Korosi  Aluminium  dalam  Asam  Sitrat, Jurnal  Teknik  Kimia  Indonesia,  Vol  11 No.2 .
[9]  Sofia  Gustafson,  (2011),  Corrosion Properties  of  Aluminum  Alloys  and Surface  ThreatedAlloys  in  Tap  Water, Uppsala Universited.
[10]  D.  Pecheur,  F.  Lefebvre,  AT  Motta,  C Lewigna, (1992), Precipitate in Evolution  in  Zircalloy-4 –Oxide  Layer,
Journal  of  Nuclear  Material,  189,  318- 322.
[11]  Yuji  Hatano  and  Masayasu  Sugisaki, (1996), Oxidation Behaviour of Iron and Nickel  in  Zr(Fe,  Ni)  Precipitate  in Zircaloy-2,  Journal  of  Nuclear  Science and Technology, Vol.33 No.11.
[12]  Badhri Narayana Lalgudi, (2012), Experimental Evaluation of Oxide Growth  in  Binary  Zirconium  Alloy  along with  Pure  Zirconium  and  Zircaloy-2  By Steam  Corrosion  Testing ,  Master  of Science  Thesis,  Departement  Physics,
Royal Institute of Technology, Sweden.
[13]  Nicole M. Treeman,
(2005), Electrochemical  Study  of  Corrosion Phenomena in Zirconium Alloys , Departement  of  Nuclear  Engineerings, Massachusetts Institute of Technology.
[14]  Masrukan,  Agoeng  Kadarjono,  (2009), Pengaruh Penambahan Unsur Zr
Terhadap  Pembentukan  Fase  Pasca Perlakuan  Korosi  Pada  Bahan  Bakar Paduan  U-Zr,  Jurnal  Teknologi  Bahan Nuklir,  Volume  5  No.  2,  Juni  2009,  hal. 88.  No  ISSN  :  ISSN  1907 –263582 /Akred- LIPI/P2MBI/5/2007.