## KETAHANAN KOROSI PADUAN Al-Mg 5052  DI DALAM AIR PENDINGIN NETRAL MENGANDUNG KLORIDA
Dicky Tri Jatmiko 1 , Isdiriayani Nurdin 2 , Hary Devianto 2
Pusat Reaktor Serba Guna - BATAN Kawasan Puspiptek, Serpong, Tangerang Selatan, 15314
2 ITB, Labtek X Jl. Ganesha No. 10, Bandung 40132 e-mail: dicky@batan.go.id
(Naskah diterima : 06-04-2015, Naskah direvisi: 17-04-2015, Naskah disetujui: 27-04-2015)

## ABSTRAK
KETAHANAN  KOROSI  PADUAN  Al-Mg  5052  DI  DALAM  AIR  PENDINGIN  NETRAL MENGANDUNG  KLORIDA. Paduan  Al-Mg  5052  adalah  material  yang  biasa  digunakan  untuk kelongsong elemen bakar nuklir karena serapan fluks netronnya rendah dan tahan korosi di dalam air  demineralisasi  pada  kondisi  operasi  reaktor.  Makalah  ini  difokuskan  untuk  mengetahui ketahanan  korosi  paduan  Al-Mg  5052  di  dalam  air  dengan  pH  netral  dan  mengandung  klorida sebagai pengganti air demineralisasi pendingin primer Reaktor Serba Guna GA Siwabessy (RSG- GAS).  Penelitian  mencakup  pengukuran  laju  korosi  menggunakan  metode  Tafel,  prediksi mekanisme  korosi  menggunakan  metode  voltametri  siklik  dan  analisa  produk  korosi  dengan metode difraksi sinar X. Percobaan dilakukan dengan  variasi  temperatur 30°C,  35°C, 40°C, dan 45°C, serta variasi konsentrasi larutan natrium  klorida 0,05 M, 0,25 M, dan 0,5 M. Hasil penelitian ini  menunjukkan  bahwa  paduan  Al- Mg 5052 terkorosi dengan kategori “dapat diabaikan” hingga “sedang” dalam larutan natrium klorida menjadi produk yang larut dalam air pada satu tahap reaksi oksidasi irreversible.
Kata kunci: paduan Al-Mg 5052, klorida, korosi, pH, temperatur, air.

## ABSTRACT
CORROSION  RESISTANCE  OF  Al-Mg  ALLOY  5052  IN  CHLORIDE  CONTAINING  NEUTRAL COOLING WATER. Al-Mg alloy 5052 is a material used as nuclear fuel element cladding due to its low neutron flux absorption and high corrosion resistance in demineralized water. This research is focused to know of the corrosion resistance of Al-Mg alloy 5052 in chloride containing neutral water used as demineralized primary cooling  water substitute in GA  Siwabessy Multi Purpose Reactor (RSG-GAS).  This  research  covers  the  corrosion  rate  measurement  using  the  Tafel  method, corrosion process prediction using cyclic voltammetry method and corrosion product analysis using X-Ray Diffraction method. The experiments are carried out at temperature variation of 30°C, 35°C, 40°C and 45°C, as well as sodium chloride concentration of 0.05 M, 0.25 M and 0.5 M. The research results  show  that  Al-Mg  alloy  5052  is  insignificantly  to  moderate  corroded  in  chloride  containing water by single step irreversible oxidation reaction.
Keywords : Al-Mg Alloy 5052, chloride, corrosion, pH, temperature, water .

## PENDAHULUAN
Reaktor  Serba  Guna  GA  Siwabessy (RSG-GAS) mempunyai sistem keselamatan berlapis untuk menghindari timbulnya
kecelakaan  pengoperasian  reaktor.  Saat terjadi  kecelakaan  kehilangan  air  pendingin primer akibat kebocoran pada kolam reaktor maka  dilakukan  tindakan  pencegahan  dan pengisian  kembali  kolam  reaktor.  Dalam  hal
kegagalan  pengisian  karena booster pump (pompa pendorong) sistem pendingin primer mengalami  kerusakan,  maka  pengisian dilakukan  dengan  air  biasa  yaitu  air  dari lingkungan sekitar reaktor RSG-GAS [1] . Air  proses  berupa  air  lingkungan diperlukan  untuk  penambahan  pada  sistem pendingin  sekunder  dan  penyedia  air  untuk sistem  air  bebas  mineral [2] .  Air  proses  yang digunakan  di  reaktor  RSG-GAS  memiliki kandungan seperti disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Kandungan air proses di reaktor riset nuklir [3] No. Uraian Batasan 1. Harga pH 7,0 – 7,5 2. Konduktivitas 15 mS/m 3. Garam terlarut total 100 mg/l 4. Kalsium Oksida 0,6 mol/m 3 5. Klorida 0,2 mol/m 3 6. Sulfat 0,6 mol/m 3 7. Asam silikat 0,34 mol/m 3
Nilai  batasan  tersebut  berdasarkan nilai  maksimum  evaluasi  sampel  air  yang diambil dari sungai Cisadane [3] di lingkungan sekitar reaktor RSG-GAS. Kualitas air proses tersebut mempunyai kandungan unsur kimia seperti  klorida  (Cl)  yang  bersifat  korosif terhadap logam paduan Al-Mg 5052 sebagai kelongsong  elemen  bakar  nuklir.  Paduan Al-  Mg  5052  merupakan  bahan  yang  cocok digunakan  dalam  konstruksi  komponen  di lingkunganradiasi  karena  komposisi  kimia dan  sifat  fisik  yang  dimiliki  menunjukkan ketahanan  yang  baik  pada  kondisi  tersebut. Meskipun banyak paduan aluminium menunjukkan ketahanan korosi tinggi karena adanya  lapisan  oksida  pelindung,  beberapa dari  mereka  rentan  terhadap  korosi  lokal ketika  dibawa  ke  dalam  kontak  dengan larutan air yang mengandung ion-ion halida, misalnya, Cl -[4] . Namun, dampak lain adanya lapisan  oksida  pada  permukaan  logam menyebabkan  tahanan  listrik  yang  tinggi [5] . Penggunakan  paduan  Al-Mg  5052  sebagai kelongsong  elemen  bakar  nuklir  yang digunakan  pada  pengoperasian  reaktor. Elemen  bakar  nuklir  dimasukkan  ke  dalam teras  reaktor  dengan  moderator  air  dan sistem  pendingin  primer  sebagai  media
pendingin selama lebih kurang 2,4 tahun atau 8  siklus  operasi  reaktor.  Paduan  seri  5000 yang mengandung magnesium menawarkan kombinasi  yang  baik  antara  kekuatan  dan ketahanan terhadap korosi merata, sumuran dan Stress  Corrosion  Cracking (SCC). Paduan  Al-Mg  5052  berisi  sekitar  2,2-2,8% magnesium  dan  0,15-0,35%  kromium [6] . Kandungan  magnesium  menambah  unsur kekuatan pada aluminium, sedangkan unsur kromium meningkatkan ketahanan korosi [7] . Hasil  penelitian  tentang  korosivitas air  lingkungan  sebagai  pendingin  darurat terhadap  paduan  Al-Mg  5052  sebagai material  elemen  bakar  nuklir  di  reaktor  riset nuklir sampai saat ini belum pernah dilakukan sehingga  penelitian  ini  dibutuhkan  sebagai data pendukung analisa keselamatan reaktor RSG-GAS. Penelitian ini dimaksudkan untuk menguji  ketahanan  paduan  Al-Mg  5052 terhadap
korosivitas air
pendingin mengandung  klorida  di  berbagai  kondisi. Manfaat dari penelitian ini adalah diketahuinya  tingkat  ketahanan  paduan  Al- Mg  5052  terhadap  korosivitas  air  pendingin mengandung klorida.

## Korosi
Korosi  merupakan  suatu  reaksi elektrokimia  yang  melibatkan  perpindahan elektron.  Laju  korosi  dipengaruhi  oleh beberapa  faktor,  antara  lain:  konsentrasi oksidator,  laju  alir  fluida  korosif,  temperatur, dan derajat keasaman (pH) [8] . Pada keadaan aktif, perilaku korosi tersebut dapat dipelajari pada  skala  mikro  menggunakan  teknik elektrokomia [9] .  laju  korosi  logam  makin meningkat  seiring  dengan  penambahan oksidator.  Sedangkan  pada  logam  yang memiliki transisi  aktif-pasif, pasivitas  dicapai jika sejumlah tertentu oksidator ditambahkan ke  dalam  medium.  Dalam  hal  ini  laju  korosi akan turun secara drastis kemudian konstan karena  adanya  pembentukan  lapisan  pasif. Jika oksidator yang sangat kuat ditambahkan pada  logam  yang  telah  membentuk  lapisan pasif,  lapisan  tersebut  dapat  mengalami kerusakan sehingga laju korosi meningkat [10] .
Peningkatan  temperatur  ke  atas temperatur  kamar  dapat  menaikkan  laju korosi  pada  awalnya,  tetapi  justru  akan menurunkan kelarutan oksigen. Untuk temperatur di atas 80°C, laju korosi menurun pada sistem terbuka karena oksigen terlarut dapat  lepas  ke  atmosfer.  Pada  sistem tertutup,  oksigen  terlarut  tetap  tertahan  di dalam  cairan  sehingga  laju  korosi  makin meningkat, meskipun melebihi 80°C, seperti reaksi kimia pada umumnya.
Laju  korosi  ( r) dinyatakan  sebagai laju  massa  ( m )  yang  bereaksi  per  satuan waktu  ( t )  dan  luas  permukaan  ( A ),  dapat djelaskan dalam persamaan:
nF ia tA m r   (1)
dengan i didefinisikan  sebagai  rapat  arus, yakni I/A, a adalah  massa  atom, n adalah jumlah  elektron  yang  terlibat,  dan F adalah bilangan  Faraday  yang  bernilai  96485 coulomb/ekivalen [11] .
Salah  satu  metoda  pengukuran  laju korosi  adalah  metoda  ekstrapolasi  Tafel menggunakan  alat  potensiostat.  Potensial korosi  dan  rapat  arus  korosi  merupakan koordinat  titik  potong  bagian  anodik  dan katodik  dari  kurva  polarisasi,  yaitu  kurva hubungan  antara  potensial  dan  rapat  arus seperti ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Kurva polarisasi Tafel [11] .
Mekanisme  reaksi  korosi  dapat diprediksi  dengan  menggunakan  metode Linear Potential Sweep Chronoamperometry , atau  disebut  juga Linear  Sweep  Voltametry
(LSV) . Variasi  potensial  secara  linier  dan bolak-balik  terhadap  waktu  menghasilkan respon  berupa  perubahan  arus  terhadap waktu,  yang  digambarkan  sebagai  kurva hubungan  arus  terhadap  potensial,  seperti Gambar 2.
Gambar - 2. - (a)  Grafik  perubahan  potensial siklik
(b) hasil voltamogram siklik [11] .
Voltamogram siklik memberikan informasi tentang reversibilitas reaksi, kestabilan  produk  korosi,  dan  jumlah  tahap reaksi  oksidasi  maupun  reduksi.  Untuk sistem Nernstian dengan produk yang stabil, berlaku  bahwa i pa /i pc ≈  1. Reaksi  dikatakan reversibel  jika E pa – E pc ≈ (0,118/n)  volt. Jumlah  puncak  anodik  ataupun  katodik menunjukkan  jumlah  tahap  reaksi  anodik
ataupun katodik .
Sistem  air  bebas  mineral  didesain untuk  produksi  air  dengan  mutu  air  reaktor RSG-GAS sesuai Tabel 2  berikut:
Tabel 2. Kualitas air reaktor riset [2] No. Uraian Batasan 1. Harga pH 6,5 ˂ pH ≤ 7,5 2. Konduktivitas listrik  0,02  mS/m 3. Chlorida 2,8  10 -4 mol/m 3 4. Sulfat 1,1  10 -4 mol/m 3 5. Tembaga 1,6  10 -4 mol/m 3 6. Aluminium 2  10 -4 mol/m 3

## METODOLOGI
a. Peralatan dan Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah air pendingin tiruan yaitu air demineralisasi yang telah dilarutkan NaCl didalamnya  serta  bahan  kimia  seperti CH 3 COOH, garam KCl, serbuk agar-agar dan bahan logam pelat paduan Al-Mg 5052. Alat utama  yang  digunakan  dalam  percobaan  ini adalah  potensiostat.  Rangkaian  alat  untuk
mengukur  laju  korosi  ditampilkan  pada Gambar 1 [15] .
Polarization Cell Heater Reference Cell Salt Bridge Potensiostat Auxiliary Electrode Working Electrode Reference Electrode SCE AUX WE S-83
Gambar 3. Skema susunan alat polarisasi.
Variasi  konsentrasi  larutan  natrium klorida  yang digunakan adalah 0,05 M, 0,25 M dan 0,5 M. Sedangkan variasi temperatur yang dilakukan adalah 30°C, 35°C, 40°C dan 45°C. Pemilihan variabel konsentrasi didasarkan  pada  pendekatan  nilai  batasan kandungan  klorida  di  dalam  kandungan  air proses serta pertimbangan efisiensi pembuatan air pendingin tiruan dan kemampuan  pembacaan  pada  peralatan pengujian.  Sedangkan  pemilihan  variabel temperatur  mengikuti  kondisi  air  pendingin pada  operasi  reaktor  di  batasan  temperatur terendah dan tertinggi.

## b. Pelaksanaan percobaan
Pada  penelitian  ini  sebagai  larutan uji digunakan larutan natrium klorida dalam berbagai  konsentrasi  yang  diasamkan dengan  asam  asetat  (CH 3 COOH)  pada kondisi  pH  6  dan  pH  7.  Spesimen  paduan Al- Mg 5052 berukuran 1x1 cm 2 dicelupkan dalam  sel  korosi  berisi  larutan  natrium klorida,  dipasang  sebagai  elektroda  kerja yang  berfungsi  menjadi  anoda.  Kawat platina  dipasang  sebagai  elektroda  bantu dan  berfungsi  menjadi  katoda  sedangkan saturated  calomel  electrode (SCE) dipasang sebagai elektroda pembanding yang terhubung  dengan  sel  uji  melalui  jembatan garam berisi kaiu klorida (KCl). Selanjutnya laju korosi dihitung dari rapat arus korosi yang diambil  dari  diagram Tafel yang    diperoleh dengan  melakukan  pengukuran  potensiostat
pada scan  rate 1,70  mV/detik  dan sample period 5 detik.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam  rangkaian  alat  percobaan yang ditampilkan Gambar 3. pelat aluminium dipasang  sebagai  elektroda  kerja  ( working electrode )  dan  berfungsi  menjadi  anoda, kawat  platina  sebagai  elektroda  bantu ( auxiliary  electrode )  dan  berfungsi  menjadi
katoda,  serta saturated  calomel  electrode (SCE) sebagai elektroda pembanding ( reference electrode ) yang terhubung dengan sel uji melalui jembatan garam.

## a. Laju Korosi
Laju korosi dan potensial korosi dalam penelitian  diambil  dari  diagram Tafel yang diperoleh  dengan scan  rate 1,70  mV/detik dan sample period 5 detik. Hasil pengukuran laju korosi paduan Al-Mg 5052 dalam larutan natrium klorida  disajikan pada Tabel 3.
Tabel  3.  Laju  korosi  paduan  Al-Mg  5052    di dalam larutan natrium klorida
No. Temp. ( o C) Konsentrasi NaCl (M) Laju Korosi (mm/tahun) pH 6 pH 7 1. 30 0,05 0,005 0,007 2. 0,25 0,031 0,046 3. 0,5 0,074 0,076 4. 35 0,05 0,015 0,045 5. 0,25 0,162 0,251 6. 0,5 0,320 0,475 7. 40 0,05 0,032 0,073 8. 0,25 0,343 0,409 9. 0,5 0,707 0,762 10. 45 0,05 0,057 0,102 11. 0,25 0,431 0,464 12. 0,5 0,873 0,895
Secara  umum  dari  data  yang disajikan  Tabel  3.  menunjukkan  kenaikan laju korosi dengan peningkatan temperatur, konsentrasi larutan natrium klorida dan pH. National Association of Corrosion  Engineers (NACE) [12] menetapkan bahwa kategori korosi dapat  diabaikan  jika  laju  korosi  bernilai kurang dari 0,0508 mm/tahun (2 mpy). Korosi "ringan"  dikategorikan  jika  lajunya  kurang  dari
0,508  mm/tahun  (20  mpy),  "sedang"  jika lajunya dalam rentang 0,508-1,270 mm/tahun  (20-50  mpy),  dan  "parah"  jika lajunya  lebih  besar  dari  1,270 mm/tahun  (50 mpy). Dengan demikian laju korosi paduan Al-Mg  5052  di  dalam  larutan  natrium klorida  yang  diasamkan  pada  percobaan ini  bervariasi  dari  kategori  korosi  dapat diabaikan hingga korosi sedang.

## b. Pengaruh pH
Hasil percobaan
menunjukkan bahwa  laju  korosi  paduan  Al-Mg  5052  pada pH 7 sedikit lebih besar dibandingkan pada pH 6.  Hal  ini  disebabkan  kelarutan  aluminium oksida  pada  pH  7  lebih  besar  dibandingkan pada pH 6. Hasil pengujian yang dilakukan U.S. Department  of  Energy (DOE)  menunjukkan bahwa jumlah Al 2 O 3 yang dihasilkan dari korosi paduan  Al-Mg  5052  masih  lebih  rendah  dari batas kelarutan Al 2 O 3 pada pH 6 dan pH 7. Selain itu  perbedaan  antara  jumlah  Al 2 O 3 pada  pH  7 lebih besar dibanding pH 6 sehingga menyebabkan laju korosi pada pH 7 lebih besar dibanding  pH  6.  Hasil  penelitian  DOE  juga menunjukkan  bahwa  kelarutan  produk  korosi aluminium mencapai minimal pada pH ~5,5 pada temperatur  25 o C  sesuai  ditunjukkan  pada Gambar 4.
Gambar 4. Kelarutan oksida aluminium pada 25 o C [13]
c. Pengaruh konsentrasi
natrium klorida (NaCl)
Data  pada  Tabel  4.  dapat  dialurkan menjadi  kurva  hasil  pengukuran  laju  korosi
terhadap  perubahan  konsentrasi  natrium  klorida pada  temperatur  bervariasi  seperti  ditampilkan pada Gambar 5.a. untuk pH 6 serta Gambar 5.b. untuk  pH  7.  Gambar  5.a.  dan  5.b. menunjukkan  kenaikan  laju  korosi  pada peningkatan  konsentrasi  larutan  natrium klorida.  Hal  tersebut  disebabkan  karena konsentrasi  natrium  klorida  yang  tinggi menyebabkan  konduktivitas  ionik  larutan elektrolit  meningkat  dan  menyebabkan kenaikan laju korosi.
(a)
(b)
Gambar  5.  Laju  korosi  paduan  Al-Mg  5052
terhadap konsentrasi natrium klorida pada temperatur bervariasi dan pH 6 (a), pH 7 (b).
Laju  korosi  yang  dipengaruhi  oleh konsentrasi  natrium  klorida C NaCl ,  dapat dituliskan sebagai :
𝑟 = 𝑓(𝐶 𝑁𝑎𝐶𝑙 ) =  𝑎𝐶 𝑁𝑎𝐶𝑙 + 𝑏 (2)
dengan r adalah  laju  korosi  serta a dan b adalah  konstanta.  Hasil  yang  diperoleh ditampilkan  pada  Tabel  4  untuk  pH  =  6  dan Tabel 5 untuk pH = 7.
Tabel 4. Konstanta a dan b pada temperatur bervariasi dan pH = 6
Temp.
( o C) Konstanta a Konstanta b R 2 30 0,154 0,004 0,994 35 0,676 0,015 0,998 40 1,498 0,039 0,999 45 1,811 0,029 0,999
Tabel 5. Konstanta a  dan b pada temperatur bervariasi dan pH = 7
Temp.
( o C) Konstanta a Konstanta b R 2 30 0,152 0,002 0,981 35 0,953 0,003 0,998 40 1,526 0,008 0,998 45 1,761 0,018 0,999
Dari  Tabel  4  dan  Tabel  5,  nilai R 2 > 0,95  sehingga  nilai  yang  diperoleh  cukup akurat.  Terlihat  bahwa  kenaikan  temperatur mengakibatkan  peningkatan  nilai  konstanta a. Hal ini menunjukkan peningkatan konduktivitas  ionik  larutan  akibat  kenaikan temperatur.

## d. Pengaruh Temperatur
Kurva  hasil  pengukuran  laju  korosi terhadap perubahan temperatur pada berbagai konsentrasi natrium klorida ditampilkan pada Gambar 6.a. untuk pH = 6 dan Gambar 6.b. untuk pH = 7.
Gambar 6.a dan 6.b memperlihatkan bahwa kenaikan temperatur dapat meningkatkan laju korosi dan dapat dilinierkan pada berbagai konsentrasi natrium klorida.
(a)
(a) Gambar  6.  Laju  korosi  paduan  Al-Mg  5052 terhadap temperatur pada konsentrasi natrium klorida bervariasi dan : (a) pH 6, (b) pH 7.
Pada  temperatur  yang  lebih  tinggi, reaksi  korosi  mendapatkan  lebih  banyak energi  ke  dalam  sistem  dan  meningkatkan laju  korosi  dengan  membuat  frekuensi tumbukan antar partikel menjadi makin cepat. Partikel-partikel dalam larutan yang bertumbukan  tersebut  akan  memiliki  energi kinetik  yang  cukup  besar  untuk  melampaui energi  aktivasi  sehingga  tumbukan  dapat melepaskan ikatan ionik partikel-partikelnya. Dengan  demikian,  temperatur  yang  makin tinggi juga akan mempermudah logam untuk melepaskan elektron yang dimilikinya. Karena reaksi korosi merupakan reaksi orde 1 dan  konsentrasi  reaktan  pada  percobaan dianggap  tetap,  maka  konstanta  laju  reaksi k dengan kenaikan temperatur T dapat direpre- sentasikan  sebagai  fungsi  linier  terhadap temperatur.  Persamaan  laju  korosi  dapat dituliskan sebagai berikut :
𝑟 = 𝑓(𝑇) = 𝑐𝑇 + 𝑑 (3)
dengan r adalah  laju  korosi  serta c dan d adalah  konstanta.  Hasil  yang  diperoleh ditampilkan  pada  Tabel  6  untuk  pH  =  6  dan Tabel 7 untuk pH = 7.
Tabel  6.  Konstanta  c  and  d  pada  berbagai
konsentrasi NaCl dan pH = 6 Konsen- trasi NaCl (M) Kons- tanta c Kons- tanta d R 2 0,05 0,003 0,104 0,966 0,25 0,027 0,793 0,984 0,5 0,055 1,593 0,979
Tabel 7. - Konstanta  c  and  d  pada  berbagai konsentrasi NaCl dan pH = 7 Konsen- trasi NaCl (M) Konst- anta c Konst- anta d R 2 0,05 0,006 0,176 0,994 0,25 0,028 0,765 0,950 0,5 0,054 1,505 0,954
dari  Tabel  6  dan  Tabel  7,  nilai R 2 >  0,95 sehingga nilai yang diperoleh cukup akurat.
e. Pengaruh  interaksi  temperatur  dan konsentrasi natrium klorida.
Secara  keseluruhan,  Persamaan  2 dan  3  menjelaskan  bahwa  konsentrasi natrium klorida dan temperatur mempengaruhi  laju  korosi  paduan  Al-Mg 5052. Hasil analisis matematika dari pengaruh interaksi
temperatur dan konsentrasi  natrium  klorida  pada  penelitian
ini  dapat  direpresentasikan  dalam  operasi matematika  sebagai  fungsi  penjumlahan ataupun perkalian.
Persamaan  laju  korosi r dari  fungsi penjumlahan  dituliskan  pada  persamaan berikut ini :
𝑟 = n[𝑓(𝐶 𝑁𝑎𝐶𝑙 )] + 𝑚[𝑓(𝑇)] (4)
dengan  r    dalam  mm/tahun,  serta  n  dan  m adalah konstanta.
Dengan  memasukkan  nilai  fungsi konsentrasi  dan  fungsi  temperatur  pada persamaan  laju  korosi,  maka  akan  diperoleh persamaan analisis dengan menggunakan tool solver pada program excel, yang menghasilkan nilai konstanta n = 0,992 dan m = 0,004 untuk pH 6, serta konstanta n = 0,894 dan m = 0,134 untuk pH 7. Perbandingan data percobaan dan hasil perhitungan ditampilkan pada Tabel 8.
Tabel 8. Perbandingan data penelitian dan data perhitungan dari persamaan laju korosi.
No. T ( o C) C NaCl
(M) Laju korosi (mm/tahun)
Ralat (%) Data Persamaan pH = 6 pH = 7 pH = 6 pH = 7 pH = 6  pH = 7 1. 30 0,05 0,005 0,007 0,003 0,005 34,447  34,887 2. 0,25 0,031 0,046 0,034 0,042 9,413 9,196 3. 0,5 0,074 0,076 0,072 0,081 2,296 6,694 4. 35 0,05 0,015 0,045 0,019 0,045 26,938 0,800 5. 0,25 0,162 0,251 0,154 0,239 5,080 4,687 6. 0,5 0,320 0,475 0,322 0,475 0,670 0,011 7. 40 0,05 0,032 0,073 0,036 0,070 11,821 4,264 8. 0,25 0,343 0,409 0,334 0,382 2,582 6,687 9. 0,5 0,707 0,762 0,707 0,763 0,001 0,107 10. 45 0,05 0,057 0,102 0,061 0,076 6,677  25,858 11. 0,25 0,431 0,464 0,422 0,444 2,126 4,303 12. 0,5 0,873 0,895 0,873 0,895 0,000 0,000 Tabel 8 menunjukkan bahwa
perhitungan laju korosi menggunakan persamaan  empirik  tidak  terlalu  berbeda dibandingkan dengan data penelitian. Meskipun model persamaan empirik menghasilkan  nilai  kesalahan  yang  cukup besar  pada  konsentrasi  NaCl  rendah  namun kesalahan  tersebut  masih  dapat  ditoleransi karena  nilai  laju  korosi  yang  dihasilkan  masih dalam  batasan  kategori  yang  sama  dengan data percobaan.
NACE  menetapkan  bahwa  kategori korosi  pada  logam  dapat  diabaikan  jika  laju korosi bernilai kurang dari 0,0508 mm/tahun. Dengan  menggunakan  persamaan  (4)  dan memasukkan  nilai  fungsi  konsentrasi  dan fungsi temperatur pada persamaan laju korosi, dengan  menggunakan tool  solver pada program excel  pada  nilai  konstanta n dan m untuk  pH  6  dan  pH  7,  paduan  Al-Mg  5052 memiliki  laju  korosi  0,0508  mm/tahun  di dalam  larutan  NaCl  0,0448  M  pada temperatur 45 o C.

## f. Mekanisme korosi
Metode  voltametri  siklik  digunakan untuk  memperoleh  informasi  mengenai reversibilitas reaksi, kestabilan produk korosi, dan  jumlah  tahap  reaksi  oksidasi  maupun reduksi [14] . Pada reaksi korosi paduan Al-Mg 5052  dalam  larutan  natrium  klorida,  reaksi dianggap reversibel jika E pa – E pc ≤ 0,118/ n ≈ 0,039 volt. Kestabilan produk korosi diketahui dari  rasio  antara  arus  puncak  anodik i pa dengan  arus  puncak  katodik i pc .  Produk korosi yang terbentuk bersifat stabil jika nilai i pa /i pc ≈  1.  Selain  itu,  jumlah  tahap  reaksi diketahui dari jumlah puncak anodik maupun katodik.  Dalam  percobaan  yang  dilakukan, rentang potensial kerja yang digunakan tidak mencapai  puncak  kurva  anodik  maupun kurva  katodik.  Oleh  karena  itu,  pendekatan dilakukan  untuk  mendapatkan  rasio  arus puncak  dan  jarak  antara  potensial  puncak yang  dapat  mewakilkan  parameter  tersebut. Potensial  puncak  diamati  dengan  mengukur titik  awal  saat  kedua  kurva  naik.  Selisih potensial  antara  titik  awal  saat  kedua  kurva
naik  dianggap  sudah  mewakili  jarak  kedua potensial  puncak  tersebut.  Rasio  arus puncak  didekati  dengan  besar  arus  yang dihasilkan  pada  jarak  potensial  yang  sama dari  titik  saat  masing-masing  kurva  mulai naik.  Tipikal  voltamogram  korosi  paduan Al-  Mg  5052  dalam  larutan  natrium  klorida 0,05  M  pada  temperatur  30°C  dan  pH  =  7 ditampilkan pada Gambar 7.
Gambar  7.  Voltamogram  korosi  paduan Al- Mg 5052.
Hasil penelitian terhadap mekanisme korosi  paduan  Al-Mg  5052  dalam  larutan natrium klorida disajikan pada Tabel 9.
Tabel 9. Hasil pengukuran E pa – E pc dan i pa /i pc dari voltametri siklik.
No. T ( o C) C NaCl (M)  E (Volt) i pa /i pc pH = 6 pH = 7 pH = 6 pH = 7 1. 30 0,05 0,1149 0,2149 1,3276 4,7945 2. 45 0,5 0,1199 0,2296 1,9405 4,9091
Tabel 9 menunjukkan bahwa  semua nilai  E >  0,039  volt,  sehingga  reaksi  oksidasi paduan  Al-Mg  5052  oleh  larutan  natrium klorida merupakan reaksi searah ( irreversible ). Rasio i pa /i pc >1,  keadaan  ini  menunjukkan bahwa  produk  korosi  paduan  Al-Mg  5052 dalam  larutan  natrium  klorida  bersifat  tidak stabil. Kemungkinan produk korosi senyawa kompleks  dan  tidak  mudah  tereduksi kembali  menjadi  aluminium  (Al)  juga  tidak membentuk  endapan  Al 2 O 3 di  permukaan paduan  Al-Mg  5052  karena  konsentrasi Al 2 O 3 kurang dari kelarutannya.
Kurva  voltamogram  pada  Gambar  7 menunjukkan  bahwa  kurva  anodik  memiliki satu  puncak.  Dengan  demikian,  paduan Al- Mg 5052 terkorosi dalam larutan natrium
klorida  dengan  reaksi  oksidasi  satu  tahap. Pelepasan  elektron  pada  paduan  Al-Mg 5052 menjadi ion Al 3+ terjadi secara simultan tanpa  melalui  pembentukan  Al + dan  Al 2+ terlebih dahulu. Selain itu, terlihat pula bahwa arus anodik pada reverse scan lebih besar dari arus  anodik  pada forward  scan .  Hal  ini menjelaskan  bahwa  laju  reaksi  anodik  balik lebih  besar  dari  laju  reaksi  anodik  maju karena  luas  permukaan  anoda  menjadi  lebih besar setelah permukaan menjadi kasar akibat terkorosi.

## g. Analisa produk korosi
Analisa  produk  korosi  paduan  Al-Mg 5052 dalam larutan natrium klorida 0,5M pada temperatur  ruang  dan  pH  =  7  berupa

## difraktogram produk korosi ditampilkan pada
Gambar 8.
Gambar - 8. - Difraktogram produk korosi paduan Al-Mg 5052.
Hasil  spektroskopi  difraksi  sinar  X menunjukkan  beberapa  puncak  dominan berupa  kristal  NaCl  dan  tidak  mendeteksi adanya  senyawa  aluminium  dalam  bentuk kristalin.  Produk  korosi  bersifat  tidak  stabil sehingga  terlarut  dalam  bentuk  garam  dan tidak ditemukan oksida. Fenomena ini sesuai dengan  mekanisme  reaksi  yang  ditunjukkan pada  kurva  voltamogram  Gambar  7  yang menjelaskan  tidak  adanya  pasivasi  serta hanya terjadi satu tahap reaksi perubahan Al menjadi  Al 3+ tanpa  melalui  pembentukan  Al + dan Al 2+ terlebih dahulu.

## h. Bentuk serangan korosi
Uji  perendamanan  dilakukan  pada spesimen paduan Al-Mg 5052 berukuran 2x2 cm 2 di  dalam  larutan  natrium  klorida  0,5  M. Spesimen  yang  telah  dicuci  dan  dikeringkan kemudian  difoto  menggunakan  mikroskop stereo dengan perbesaran 60x dan 305x. Hasil foto spesimen ditampilkan pada Gambar 9.
(a) (b)
Gambar  9.  Hasil  foto  spesimen  paduan  Al-Mg 5052.
a) perbesaran 60x,
b) perbesaran 305x
Permukaan  paduan  Al-Mg  5052 sebelum  direndam  tidak  nampak  kerusakan akibat  korosi.  Setelah  direndam  di  dalam larutan natrium klorida 0,5 M yang diasamkan selama  7  (tujuh)  hari  terlihat  kerusakan setempat di permukaan logam paduan Al-Mg 5052. Hal  ini disebabkan paduan  Al-Mg seri 5xxx memiliki partikel intermetalik yang kaya magnesium  (Mg)  dan  bersifat  anodik terhadap matriks  -aluminium (  -Al). Apabila di  permukaan  spesimen  paduan  Al-Mg terdapat  partikel  intermetalik  tersebut  dan spesimen  terpapar  ke  lingkungan  korosif seperti larutan natrium klorida, maka partikel intermetalik  akan  terkorosi  lebih  dulu  dan menjadi inisiasi serangan korosi setempat.

## SIMPULAN
Laju  korosi  paduan  Al-Mg  5052 meningkat  dengan  kenaikan  konsentrasi larutan natrium klorida dan temperatur serta dipengaruhi  kondisi  pH  lingkungan.  Dalam rentang konsentrasi 0,05 –0,5  M  dan temperatur  30-45°C  pada  kondisi  pH  6  dan pH  7  nilai  laju  korosi  paduan  Al-Mg  5052 dapat  dikategorikan  “dapat  diabaikan” (kurang  dari  0,0508  mm/  tahun)  hingga “sedang” (0,508-1,270 mm/ tahun).
Selanjutnya untuk menghasilkan laju korosi yang dapat diabaikan, paduan Al-Mg 5052 yang digunakan sebagai pelat elemen bakar  nuklir  sebaiknya  digunakan  di  dalam air  pendingin  netral  yang  mengandung klorida  dengan  konsentrasi  kurang  dari 0,0448 M pada temperatur dibawah 45 o C.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  Penulis  sampaikan kepada  BATAN  yang  telah  membiayai kegiatan  penelitian  ini  serta  Dr.  Isdiriayani Nurdin  dan  Dr.  Hary  Devianto  yang  telah memberikan masukan dan bantuan penggunaan  peralatan  untuk  kelancaran kegiatan penelitian di Laboratorium
Keselamatan  Proses  dan  Pengendalian Korosi ITB Bandung.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Anonimous,  (1995)  Manual  Operasi RSG-GA  Siwabessy, Kehilangan  Air Pendingin Primer , No. Ident. RSG/ORS/95 rev.0.
[2]  Sunaryo, GR. ,Santoso, (2014) Corrosion  Behavior  fo  carbon  Steel  in RSG-GAS  Secondary  Water  Coolant , Serpong.
[3]  Anonimous,  (2011), Laporan  Analisis Keselamatan  Reaktor  RSG-GAS .  Rev. 10-1, Serpong.
[4]  Abodi, L.C., (2012), Modeling Localized Aluminum  Alloy  Corrosion  in  Chloride
Solutions Under non-Equilibrium Conditions: Steps Toward Understanding Pitting Initiation , Elsevier
B.V. All rights reserved .
[5]  Ching-Yuan Bai., (2008), Surface
Modification of Aluminum Alloy 5052 for Bipolar  Plates  Using  an  Electroless Deposition  Process , Elsevier  B.V.  All rights reserved .
[6]  Lugovskoy,  Alex,  Michael  Zinigrad, (2013), Material Science-Advanced Topics:  Plasma  Elecrolytic  Oxidation  of Valve Metals, Intech.
[7]  Vereecken, J, (2004), Corrosion Control of  Aluminium-Forms  of  Corrosion  and Prevention ,  Vrije  Universiteit  Brussels,
European Aluminium Association .
[8] Roberge,  R.  P,  (2008), Corrosion Engineering  Principles  and  Practise,
McGraw-Hill, New York .
[9]  Krawiec,  Halina.,  (2012), Influence  of Applied  Strain  on  The  Microstructural Corrosion  of  AlMg2  as  Cast  Aluminium Alloy  in  Sodium  Chloride  Solution , Elsevier B.V. All rights reserved .
[10] Prasetya  Yoppy  A.A,  Nurdin  Isdiriayani, (2012), Korosi  Aluminium  Dalam  Larutan
Asam Sitrat , Jurnal Teknik Kimia Indonesia, Vol. 11, No. 2.
[11] Jones,  Denny  A.,  (1992), Principles and Prevention of Corrosion , Macmillan Publishing Company, New York . [12]  National Associaton of Corrosion Engineers,  (1985), Corrosion  Data
Survey,  Metals  Section,  Sixth  Edition , An Official NACE Publication, Texas.
[13] Department of Energy Corrosion , (1983), dalam DOE  Fundamentals  Handbook,
Chemistry,  Volume  1  of  2, Modul  2, Department of Energy, Editor,
Washington.
[14]  Mehdi  F.,  Naeini.,  (2013), On  the chloride-induced  pitting  of  ultra  fine grains 5052 aluminum alloy produced by accumulative  roll  bonding  process , Elsevier B.V. All rights reserved.
[15] Setyawan, Heru, (2013), Electrochemical Methods  of  Analysis ,  Jurusan  Teknik
Kimia FTI-ITS.