## Original Article
e-ISSN: 2581-0545 - https://journal.itera.ac.id/index.php/jsat/
Copyright © 2022 Journal of Science and Applicative Technology. Content from this work may be used under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International Licence . Any  further distribution of this work must maintain attribution to  the author(s) and the  title of the work, journal citation and DOI. Published under licence by Journal of Science and Aplicative Technology  (JSAT).
Received 11st November 2022 Accepted 28th March 2022 Published 11th April 2022
DOI: 10.35472/jsat.v6i1.764

## Studi Inhibisi Korosi Pipa Sistem Pendingin Sekunder RSG- GAS BATAN Oleh Karboksimetil Kitosan
Edwin Rizki Safitra *a , Dwi Cahyani b , Idra Herlina c
a Department of Chemical Engineering, Institut Teknologi Sumatera (ITERA), South Lampung, Indonesia.
b Department of Biosystem Engineering, Institut Teknologi Sumatera (ITERA), South Lampung, Indonesia
c Department of Chemistry, Institut Teknologi Sumatera (ITERA), South Lampung, Indonesia.
* Corresponding E-mail: edwin.rizki@tk.itera.ac.id
Abstract : Corrosion is one of the unavoidable problems in nuclear reactor cooling systems that use water as a cooling medium. secondary cooling systemThe Reaktor Serba Guna – G.A. Siwabessy (RSG-GAS) is an open recirculation cooling system that uses carbon steel pipes for water delivery. Due to the obvious open recirculation cooling system, components in the system interact with oxygen in the air, resulting in corrosion. Corrosion control in the RSG-GAS has been accomplished through the continuous injection  of  zinc  phosphate  (ZnPO4)  inorganic  inhibitors,  but  the  use  of  these  inhibitors  can  contribute  to  environmental pollution  and  health  issues.  To  resolve  these  concerns,  environmentally-friendly  corrosion  inhibitors  such  as  carboxymethyl chitosan have been used. CMC (carboxymethyl chitosan) is widely used because it is  more amphiprotic than other chitosan derivatives. Because of the number of functional groups in carboxymethyl chitosan, it is an effective corrosion inhibitor. The corrosion inhibition test  by CMC on carbon steel in the secondary cooling water system was performed using a  weight-loss method in this study with variations of 0, 1, and 3 g CMC. The steel material's composition is 0.23% C, 0.17% Si, 0.008% P, 0.004% S, 0.012% Cr, and 0.037% Mn. According to the study, the corrosion rate generated at variations of 0, 1, and 3 g CMC is 8.237, 5,645,  and  5,113  mpy,  respectively.  According  to  the  data,  the  addition  of  CMC  can  reduce  the  weight  loss  of  steel  due  to corrosion because CMC contains many amphiprotic groups that are adsorbed on the surface in half-full d Fe orbitals.
Keywords: corrosion, RSG-GAS, carboxymethyl chitosan, inhibitor
Abstrak: Korosi  merupakan  salah  satu  masalah  yang  tidak  dapat  dihindari  pada  sistem  pendingin  reaktor  nuklir  yang menggunakan  air  sebagai  media  pendinginnya.  Sistem  pendingin  sekunder  Reaktor  Serba  Guna – G.A.  Siwabessy  (RSG-GAS) adalah sistem pendingin resirkulasi terbuka, dengan pipa baja karbon sebagai media pengiriman air. Sistem pendingin resirkulasi terbuka  ini  menyebabkan  komponen-komponen  dalam  sistem  berinteraksi  dengan  oksigen  di  udara  sehingga  menimbulkan korosi.  Pengendalian  korosi  di  RSG-GAS  dilakukan  dengan  penambahan  inhibitor  anorganik zinc  phosphate (ZnPO 4 ) menggunakan sistem injeksi kontinyu, namun penggunaan inhibitor tersebut dapat menyebabkan pencemaran lingkungan dan gangguan kesehatan. untuk mengatasi permasalahan tersebut salah satunya adalah karboksimetil kitosan. Karboksimetil kitosan (KMK) banyak digunakan karena bersifat amfiprotik dibandingkan dengan turunan kitosan lainnya. Banyaknya gugus fungsi pada karboksimetil kitosan menjadikannya sebagai inhibitor korosi yang efektif. Pada penelitian ini dilakukan uji penghambatan korosi dengan KMK dengan variasi 0,  1,  dan 3 g KMK pada  baja karbon pada sistem air  pendingin  sekunder menggunakan metode weight loss. Komposisi bahan baja adalah 0,23% C; 0,17% Si; 0,008% P; 0,004% S; 0,012% Kr; 0,037% Mn. Dari hasil penelitian yang dilakukan laju korosi yang dihasilkan pada variasi 0, 1, dan 3 g KMK adalah 8,237; 5.645; dan 5,113 mpy. Dari data diketahui bahwa penambahan KMK dapat mengurangi susut bobot baja akibat korosi karena KMK memiliki banyak gugus amfiprotik, dan gugus tersebut teradsorpsi pada permukaan dalam orbital setengah d Fe .
Kata Kunci : korosi, RSG-GAS, karboksimetil kitosan, inhibitor
Open Access
Copyright © 2022 Journal of Science and Applicative Technology
J. Sci. Appl. Tech. vol. 6 (1), 2022, pp. 12-15 | 13 Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia

## Pendahuluan
Korosi  merupakan  salah  satu  masalah  utama  pada sistem pendingin reaktor nuklir karena menggunakan air sebagai    pendinginnya.  Sistem  pendingin  sekunder Reaktor Serba Guna - G.A. Siwabessy (RSG-GAS) didesain menggunakan pipa baja karbon sebagai sarana distribusi air  dengan  sistem  pendingin  resirkulasi  ulang  terbuka. Adanya kontak udara (oksigen) dengan sistem pendingin resirkulasi  terbuka  ini  menyebabkan  korosi  pada komponen sistem pendingin sekunder [1]. Pengendalian korosi pada sistem pendingin sekunder reaktor RSG-GAS dilakukan dengan penambahan inhibitor anorganik zinc fosfat (ZnPO 4 )  menggunakan  sistem  injeksi  secara kontinyu [3,4]. Metode pengendalian korosi menggunakan inhibitor adalah metode yang umum dan berkembang sangat pesat. Namun penggunaan inhibitor anorganik  dapat  menimbulkan  masalah  lain  yaitu pencemaran  logam  berat  yang  berbahaya  bagi kesehatan dan lingkungan. Penggunaan inhibitor korosi ramah  lingkungan  sudah  banyak  dilakukan  untuk mengatasi  permasalahan  tersebut,  diantaranya  kinina [5],  ekstrak daun  gambir  [6], ekstrak  daun teh [7],  dan karboksimetil kitosan [8].
Karboksimetil kitosan (KMK) merupakan turunan kitosan yang  mempunyai  sifat  penting  yaitu  larut  dalam  air, kapasitas pembentukan gel tinggi, toksisitas rendah, dan biokompatibel yang baik sehingga aplikasinya akan lebih luas [9]. Karboksimetil kitosan banyak digunakan karena bersifat  amphiprotik  dibandingkan  turunan  kitosan lainnya. Hal ini dikarenakan dalam karboksimetil kitosan terdapat  gugus  karboksil  (-COOH),  hidroksil  (-OH),  dan amina  (-NH 2 ). Banyaknya  gugus fungsi  dalam karboksimetil  kitosan  ini  menjadikannya  sebagai inhibitor  korosi  yang  efektif.  Dari  penjelasan  tersebut, maka  penelitian  ini  menitikberatkan  pada  proses pengukuran  laju  korosi  dengan  penambahan  inhibitor KMK.  Dengan  penggunaan  pipa  baja  carbon  steel,  air pendingin sekunder RSG-GAS langsung dari BATAN serta parameter  yang  berpengaruh,  diharapkan  dapat merepresentasikan  data  yang  komprehensif.  Adapun parameter yang akan dilihat dalam penelitian ini adalah variasi konsentrasi karboksimetil kitosan. Melalui variasi parameter tersebut maka akan dihasilkan nilai efisiensi inhibitor.

## Metode
Bahan  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  adalah karboksimetil kitosan, NaCl, HCl, air pendingin sekunder
RSG-GAS,  aseton,  kertas  amplas  SiC  1000  mesh, aquades, dan resin epoksi.
Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  oven, timbangan analitik, XRF, FT-IR, alat mounting, rangkaian sel korosi, dan alat gelas.
a. Persiapan Sampel
Pada  tahap  ini  material  (spesimen)  yang  digunakan untuk  analisis  korosi  berasal  dari  material  baja  karbon pipa  sekunder  reaktor  RSG – GAS.  Material  plat  pipa tersebut  dipotong  dengan  ukuran  4 x 2  cm.  Dibersikan plat tersebut dari berbagai kotoran dan karat. Kemudian dihaluskan  dengan  amplas  ukuran  1000  mesh  hingga permukaan  plat  benar-benar  halus.  Cuci  dengan aquades dan keringkan pada temperatur lingkungan. .
b. Pembuatan larutan Karboksimetil Kitosan
Pembuatan  larutan  karboksimetil  kitosan  ini  dimulai dengan  cara  menimbang  karboksimetil  kitosan  dengan berat  1  gram  dan  3  gram  dan  dituangkan  ke  dalam beaker  glass.  Kemudian  ditambahkan  aquades  sampai 100 mL dan diaduk hingga larut seluruhnya.
c. Uji Weight Loss
Plat  uji  yang  telah  disiapkan  dan  ditimbang  kemudian diletakkan  ke  dalam  beaker  glass.  Plat  kemudian direndam dan dicatat waktu awal perendaman. Setelah akhir  waktu  perendaman  yaitu  10  hari,  plat  di  angkat dan  dibersihkan  menggunakan  aquades  lalu  dibersikan kembali  dengan  aseton.  Setelah  itu  dikeringkan  dan ditimbang untuk kemudian di hitung nilai laju korosinya menggunakan persamaan.

## Hasil dan Pembahasan
Dalam  penelitian  ini  digunakan  karboksimetil  kitosan yang  didapat  kemudian  dianalisis  gugus  fungsinya menggunakan  FT-IR  untuk  mengetahui  sifat  kimianya (Gambar 1).
e-ISSN: 2581-0545
Studi Inhibisi Korosi Pipa Sistem Pendingin Sekunder RSG-GAS BATAN Oleh Karboksimetil Kitosan
Gambar 1. FT-IR Karboksimetil yang dihasilkan.
Dari  karakterisasi  FT-IR  dihasilkan  beberapa  puncak bilangan  gelombang  disetiap  rentang  wilayahnya. Bilangan  gelombang  yang  dihasilkan  pada  1486,6  cm -1 menunjukkan serapan gugus amina, dan pada bilangan gelombang  3253,8  cm -1 menunjukkan  serapan  gugus hidroksil. Mengacu pada spektrum FTIR hasil penelitian [10],  dimana  serapan  bilangan  gelombang  1741  cm -1 menunjukkan adanya gugus karbonil pada  KMK. Hal ini menunjukkan  bahwa  telah  terjadi  reaksi  antara karboksimetil  dan  kitosan  membentuk  karboksimetil kitosan. Sedangkan pada penelitian ini dihasilkan gugus karbonil pada bilangan gelombang 1731,7 cm -1 . Adanya gugus 2881,4 cm -1 menunjukkan adanya gugus CH 2 dan CH 3 .
Tabel  1 .  Komposisi  Kimia  Material  Pipa  Pendingin  Sekunder menggunakan XRF [11] Unsur Konsentrasi (%) C 0,230 Si 0,170 P 0,008 S 0,004 Cr 0,012 Mn 0,037
Material pipa sekunder RSG – GAS memiliki kadar karbon sekitar  0,23%  dan  jumlah  kandungan  unsur  yang  lain <2%  sehingga  material  tersebut  dapat  dikategorikan sebagai baja karbon rendah (kadar karbon <0,25%).
Laju korosi pipa pendingin dengan metode Graedel [10] ditunjukkan  pada  tabel  2.  Dari  data  tersebut  dapat diketahui  bahwa  terjadi  penurunan  laju  korosi  dengan penambahan  karboksimetil  kitosan.  Pada  penelitian  ini waktu  perendaman  adalah  240  jam  dengan  luas permukaan  pipa  baja  1,24  in 2 .  Persamaan  untuk menentukan laju korosi adalah:
Laju Korosi = K. W A. T. D
Dimana: K = Konstanta (ASTM G-31-72,2004) T = Waktu (jam) W = Kehilangan berat (g) D = Kerapatan (g/cm 3 ) A = surface area (cm 2 ) Tabel 2. Laju Korosi Pipa Pendingin Sekunder Massa KMK (g/100 mL) Laju Korosi (mpy) 0 8.237 1 5,645 3 5,113
Dari tabel 2 terlihat bahwa semakin banyak massa KMK yang diberikan  maka  laju  korosi  akan  semakin  menurun.  Hal  ini karena  KMK  memiliki  banyak  gugus  amfiprotik,  dan  gugus tersebut  teradsorpsi  pada  permukaan  dalam  orbital setengah d atom Fe.

## Kesimpulan
Hasil  penelitian  menunjukkan  karboksimetil  kitosan dapat  mengurangi  proses  korosi,  hal  tersebut ditunjukkan  dengan  penurunan  laju  korosi  dengan penambahan  KMK.  Pada  penelitian  ini  laju  korosi terendah didapat pada pemberian 3 gram KMK dimana laju korosi yang dihasilkan sebesar 5,113 mpy.
Karboksimetil  kitosan  dapat  mengurangi  korosi,  hal  ini ditandai  dengan  penurunan  laju  korosi  dengan penambahan KMK. Hal ini karena KMK memiliki banyak gugus amfiprotik,  dan gugus tersebut teradsorpsi pada permukaan  dalam  orbital  setengah  d  atom  Fe.  Laju korosi terendah dengan pemberian 3 gram KMK dengan laju korosi 5,113 mpy.

## Konflik Kepentingan
Tidak ada konflik kepentingan pada penelitian ini.

## Daftar Pustaka
[1] Sumijanto,  “Analisis  efektivitas  hidrazin  (N2H2)  sebagai alternatif inhibitor korosi pada sistem Pendingin sekunder RSG- GAS”, Prosiding PPI -PDIPTN, hal. 96-103, 2006.
[2] Febrianto,  G.R.  Sunaryo,  S.L.  Butarbutar,  “Analisis  laju  korosi dengan  penambahan  inhibitor  korosi  pada  pipa  sekunder reaktor  RSG- GAS”,  Prosiding  Seminar  Nasional  VI,  SDM Teknologi Nuklir, 2010, hal. 615-620, Yogyakarta, 2010.
[3] D. Restiawan, Harmami, “Kinina sebagai inhibitor korosi baja SS 304 dalam media 1M H2SO4 dengan variasi suhu”, Jurnal Sains dan Seni ITS, 2(2), 34-37, 2013.
Copyright © 2022 Journal of Science and Applicative Technology
J. Sci. Appl. Tech. vol. 6 (1), 2022, pp. 12-15 | 15 Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia
[4] Safitra,  E.R,  “Studi  Sistem  Injeksi  Inhibitor  Korosi  terha dap Kandungan  Orthofosfat  dan  Seng  sebagai  Parameter  Kendali Korosi  pada  Sistem  Pendingin  Sekunder  RSG- GAS”,  Journal  of Science and Applicative Technology 1 (2), 102-105. 2018
[5] R.S.  Irianty,  M.P.  Sembiring,  “Pengaruh  Konsentrasi  Inhibitor Ekstrak Daun Gambir Dengan Pelarut Etanol-Air Terhadap Laju Korosi Besi Pada Air Laut”, J. Ris. Kim, Vol.5 No.2, 2012.
[6] Y. Ludiana, S. Handani, “Pengaruh Konsentrasi Inhibitor Ekstrak Daun Teh (Camelia Sinensis) Terhadap Laju Korosi Baja Karbon Schedule  40  Grade  B  ERW,  Jurnal  Fisika  Unand.  Vol.  1,  No.  1, 2012.
[7] M.  Erna,  Herdini.,  Abdullah.,  Suharmin,  “Studi  Inhibisi  Korosi Karboksimetil  Kitosan  pada  Permukaan  Baja  Lunak  dalam H2SO4.”, Valensi. Vol.4, No.1, Hal.30 -35, 2014.
[8] X.  Xue,  L.  Li,  and  J.  He,  “The  Performance  of  Carboxyl methyl Chitosan in Wash Off Reactive Dyiengs”. Carbohydrate Polimer. 75: 203-207, 2009.
[9] V.  K.  Mourya,  N.  N.  Inamdar,  and  A.  Tiwari,  “Carboxymethyl Chitosan  and  its  Applications”.  Government  College  of Pharmacy, India. Adv. Mat. Lett. 2010. 1(1):11-33, 2010.
[10] Graedel T.E., Leygraf, C. Scenario's for Atmospheric Corrosion in the 2lst Century.The Electochemical Society. http:// www.potentiostat.corn.Atrnospheric. 1 (Mei 2006). 2001
[11] Ajiriyanto. M.K, Kriswarini. R, Yanlinastuti, Lestari, D.E, “Analisis Korosi  Pipa  Pendingin  Sekunder  RSG-GAS  Dengan  Teknik Electrochemical Impedance Spectroscopy”, Urania. Vol. 24 No.2, Juni 2018: 73−134