7
150 - ISSN 02]6 - 3]28 Aisyah, dkk. KETAHANAN KOROSI CANISTER LIMBAH AKTIVITAS TINGGI DALAM PENYIMPANAN PADA FORMASI GEOLOGI. Aisyah, Her/an Martono Pusat Teknologi Limball Radioak/if - BATAN ABSTRAK KETAHANAN KOROSI CANISTER L1MBAH AKT/VITAS T1NGGI DALAM PENYIMPANAN PADA FORMASI GEOLOGI. Limball cair ak/ivitas tinggi adalall Iimball yang berasal dad proses olall ulang ballan bakar nuk/ir bekas. Limball ini banyak mengandung hasi/ belah dan sedikit aktinida. Umbah ini diimobiliwsi dengan gelas borosilikat dan dimasukkan dalam canister pada sullll II()() lie kemudian disimpan semen/ara di interm storage dengan sistem pendingin selama 3() - 5() tahun. Setelall 5() talllln panas yang timbultidak cukup un/uk menimbulkan devitrifikasi selanjutnya disimpan lestari pada formasi geologi. Telall dipelajari ketallanan korosi baja tahan karat AISI 3M, 3()4L dan 321 sebagai canister Iimball aktivitas tinggi. Pada saat proses penuangan lelehan gelas-Iimbah dari melter ke dalam canister memungkinkan canister mengalami korosi batas butir. Jika canister ini pada penyimpanan lestari kontak dengan air tanall atau air tanall yang melarutkan bahan urug bentonit, maka akan mempercepat laju korosinya. Sebagai simulasi proses penuangan lelellan gelas-Iimball dari melter ke dalam canister, maka dalam penelitian dilakukan perlakuan panas pada suhu 7()() IIC dan I f()() °c, dan selanjutnya di/akukan pengujian korosi dan pengamatan struktur mikro. Bahan AISI 3M mempunyai harga laju korosi paling besar dibandingkan dengan AISI 3()4L dan 321. Bahan AISI 321 memiliki ketahanan korosi yang paling baik dibandingkan dengan AISI 3M maupun 3()4L. Ketahanan korosi ini disebabkan karena adanya kandungan titanium dalam bahan AISI 321. ABSTRACT TilE CORROSION RESISTANCE OF H1GII LEVEL WASTE CANISTER IN THE GEOLOGIC DISPOSAL. Higll level liquid waste is generated from tile spent nue/ear fuel reprocessing. This waste contains fission product and small amount of actinides. This waste was imobilized with borosilicate glass and canned into canister at temperature of II()() IIC and then stored at the in term storage witll cooling system for 3() - 5() years. Ajier 5() years heat effect is not enough to arise devitrification, and then disposed in geologic formation. Tile stainless steel of AISI 3()4, 3()4L and 321 as high level waste canisters were studied. When draining melted waste-glass from melter to canister it could make grain boundary corrosion at canister. The corrosion rate of canister increase if canister contact with groundwater or groundwater contained bentonite in the disposal site. As simulation of melted waste-glass drain process from melter to canister. heat treatment were conducted at temperature of 7()() lie and II()() lie. and then corrosion testing and microstructure visual were done. Stainless steel AISI 3()4 has tile highest corrosion rate compare with stainless steel AISI 3()4L and AISI 321. The best corrosion resistance is stainless steel AISI 321 compare with stainless steel AISI 3()4 and 3()4L, because it has contained titanium. PENDAHULUAN Pemanfaatan teknologi nuklir dalam berbagai bidang akan menimbulkan berbagai jenis limbah yang harus dikelola dengan baik dan sesuai dengan standar. Salah satu jenis limbah yang ditimbulkan adalah limbah aktivitas tinggi. Pada daur bahan bakar terbuka, yang dikategorikan limbah aktivitas tinggi adalah bahan bakar bekas reaktor. Pada daur bahan bakar tertutup, dilakukan proses olah ulang bahan bakar bekas (reprocessing) , sehingga ditimbulkan limbah aktivitas tinggi (LA T). Limbah cair aktivitas tinggi adalah limbah yang berasal dari ekstraksi siklus pertama proses olah ulang bahan bakar bekas. Limbah ini sebagian besar mengandung produk fisi dan sedikit aktinida. Dalam proses olah ulang, selain LCA T dihasilkan juga limbah cair transuranium(LCTRU). Limbah ini mengandung banyak aktinida dan sedikit produk fisi yang timbul dari ekstraksi siklus II proses olah ulang bahan bakar bekas II). Berdasarkan pengalaman negara rnaju seperti yang dilakukan di JNC Jepang misalnya, irnobilisasi LCA T dilakukan dengan gelas borosilikat. Limbah aktivitas tinggi dicampur dengan bahan pembentuk gelas dan dilelehkan pada suhu 1150 DC, dan lelehan gelas-limbah dimasukkan dalam canister. Canister terbuat dari Prosiding PPI - PDlPTN 2005 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006

KETAHANAN KOROSI CANISTER LIMBAH AKTIVITAS …ansn.bapeten.go.id/files/43205/3845.pdf · GEOLOGI. Aisyah, Her/an Martono Pusat ... pengujian korosi dan pengamatan struktur mikro

  • Upload
    tranque

  • View
    232

  • Download
    2

Embed Size (px)

Citation preview

150- ISSN 02]6 - 3]28 Aisyah, dkk.

KETAHANAN KOROSI CANISTER LIMBAH AKTIVITASTINGGI DALAM PENYIMPANAN PADA FORMASIGEOLOGI.

Aisyah, Her/an MartonoPusat Teknologi Limball Radioak/if - BATAN

ABSTRAK

KETAHANAN KOROSI CANISTER L1MBAH AKT/VITAS T1NGGI DALAM PENYIMPANAN PADA

FORMASI GEOLOGI. Limball cair ak/ivitas tinggi adalall Iimball yang berasal dad proses olall ulangballan bakar nuk/ir bekas. Limball ini banyak mengandung hasi/ belah dan sedikit aktinida. Umbah ini

diimobiliwsi dengan gelas borosilikat dan dimasukkan dalam canister pada sullll II()() lie kemudiandisimpan semen/ara di interm storage dengan sistem pendingin selama 3() - 5() tahun. Setelall 5() talllln

panas yang timbultidak cukup un/uk menimbulkan devitrifikasi selanjutnya disimpan lestari pada formasigeologi. Telall dipelajari ketallanan korosi baja tahan karat AISI 3M, 3()4L dan 321 sebagai canisterIimball aktivitas tinggi. Pada saat proses penuangan lelehan gelas-Iimbah dari melter ke dalam canister

memungkinkan canister mengalami korosi batas butir. Jika canister ini pada penyimpanan lestari kontak

dengan air tanall atau air tanall yang melarutkan bahan urug bentonit, maka akan mempercepat lajukorosinya. Sebagai simulasi proses penuangan lelellan gelas-Iimball dari melter ke dalam canister, maka

dalam penelitian dilakukan perlakuan panas pada suhu 7()() IIC dan I f()() °c, dan selanjutnya di/akukan

pengujian korosi dan pengamatan struktur mikro. Bahan AISI 3M mempunyai harga laju korosi palingbesar dibandingkan dengan AISI 3()4L dan 321. Bahan AISI 321 memiliki ketahanan korosi yang palingbaik dibandingkan dengan AISI 3M maupun 3()4L. Ketahanan korosi ini disebabkan karena adanyakandungan titanium dalam bahan AISI 321.

ABSTRACT

TilE CORROSION RESISTANCE OF H1GII LEVEL WASTE CANISTER IN THE GEOLOGIC DISPOSAL.

Higll level liquid waste is generated from tile spent nue/ear fuel reprocessing. This waste contains fissionproduct and small amount of actinides. This waste was imobilized with borosilicate glass and canned into

canister at temperature of II()() IIC and then stored at the in term storage witll cooling system for 3() - 5()

years. Ajier 5() years heat effect is not enough to arise devitrification, and then disposed in geologicformation. Tile stainless steel of AISI 3()4, 3()4L and 321 as high level waste canisters were studied. When

draining melted waste-glass from melter to canister it could make grain boundary corrosion at canister.The corrosion rate of canister increase if canister contact with groundwater or groundwater contained

bentonite in the disposal site. As simulation of melted waste-glass drain process from melter to canister. heattreatment were conducted at temperature of 7()() lie and II()() lie. and then corrosion testing andmicrostructure visual were done. Stainless steel AISI 3()4 has tile highest corrosion rate compare withstainless steel AISI 3()4L and AISI 321. The best corrosion resistance is stainless steel AISI 321 comparewith stainless steel AISI 3()4 and 3()4L, because it has contained titanium.

PENDAHULUAN

Pemanfaatan teknologi nuklir dalam berbagaibidang akan menimbulkan berbagai jenislimbah yang harus dikelola dengan baik dan

sesuai dengan standar. Salah satu jenis limbah yangditimbulkan adalah limbah aktivitas tinggi. Padadaur bahan bakar terbuka, yang dikategorikanlimbah aktivitas tinggi adalah bahan bakar bekasreaktor. Pada daur bahan bakar tertutup, dilakukanproses olah ulang bahan bakar bekas (reprocessing)

, sehingga ditimbulkan limbah aktivitas tinggi(LA T). Limbah cair aktivitas tinggi adalah limbahyang berasal dari ekstraksi siklus pertama proses

olah ulang bahan bakar bekas. Limbah ini sebagianbesar mengandung produk fisi dan sedikit aktinida.Dalam proses olah ulang, selain LCA T dihasilkanjuga limbah cair transuranium(LCTRU). Limbah inimengandung banyak aktinida dan sedikit produkfisi yang timbul dari ekstraksi siklus II proses olahulang bahan bakar bekas II).

Berdasarkan pengalaman negara rnajuseperti yang dilakukan di JNC Jepang misalnya,irnobilisasi LCA T dilakukan dengan gelasborosilikat. Limbah aktivitas tinggi dicampurdengan bahan pembentuk gelas dan dilelehkan padasuhu 1150 DC, dan lelehan gelas-limbahdimasukkan dalam canister. Canister terbuat dari

Prosiding PPI - PDlPTN 2005Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2006

,-II,\'\'lIlt. dkk.•

ISSN mlll·Jl2N 15/

baja lalHIIl karat yang bcrbentuk silindcr dcngandial11ctcr luar 430 111111,tinggi 1040 nun dan Icbal 6111111,scpel1i yang disajikan pada Gambar I.

<E-- TUlup

-E- Baja tahan

Ketebal.~.

'..........................

Gambar 1. Canister limbah aktivitas tinggi /2,31

Kapasitas canister adalah 300 kg gelas-limbah.Pengisian gelas-limbah kedalam canister dilakukan

pad a suhu leleh gelas-limbah 1100 °C dengan lajualir sebesar 150 kg/jam, sehingga pengisian akanmemakan waktu 2 jam. Akibat adanya perlakuanpanas pada saal penuangan gelas-limbah,memungkinkan canister yang terbuat dari bajatahan karat akan mengalami korosi batas butir(sensitisasi) [2.31.

Multlbe,rter

Gambar 2. Sistem penahan ganda dalampenyimpanan pada formasi geologi12.41

Canister yang telah berisi gelas-limbahkemudian disimpan pada penyimpanan sementara(interim storage) selama 30-50 tahun yangdilengkapi dengan sistem pendingin udara hembus.Selanjutnya canister yang berisi gelas-limbahdisimpan lestari pada formasi geologi (geologicdisposal) pada kedalaman sekitar 500 meter yangdilengkapi dengan penahan ganda rekayasa

(engineer harrier). Gambar 2 I11cnunjukkan sistcl11penahan ganda rekayasa dalarn penyirnpanan padaformasi geologi yang terdiri dari padatan limbah(embedded waste), canister, overpack, backfillmaterial dan kondisi geologi setempat. Sistempenahan ganda ini dirnaksudkan untukrnerninimalkan potensi terlepasnya radionuklidayang masih cukup potensial ke lingkungan [2.4].

Backfill material rnerupakan penahan gandarekayasa yang ditempatkan melingkupi seluruhtumpukan limbah dan berfungsi sebagai penahanintrusi air tanah kedalam canister yang telah berisigelas-limbah. Jika air tanah sempat mencapaicanister yang kemudian terjadi korosi dan air tanahkontak dengan gelas-limbah, sehingga radionuklidakeluar canister, maka radionuklida ini akan diserapoleh backfill material. Oleh karena itu yang dipihsebagai backfill material adalah bahan dengan

'daya serap yang tinggi. Bentonit dengan kandunganutamanya montmorillonit merupakan salah satubahan yang mempunyai harga koetisien distribusicukup tinggi, artinya bahan ini mampu menyerapradionuklida yang terlepas dari limbah dengan baik,sehingga sudah umum dipilih sebagai baclifillmaterial PI.

Pada penyirnpanan dalam formasi geologi,idealnya dipilih lapisan batuan yang kedap air dantanpa adanya retakan. Namun berdasarkan beberapapenelitian, kebanyakan lapisan batuan yang ada diIndonesia mengalami keretakan. Adanya retakan inimemungkinkan intrusi air tanah kedalam tempatpenyimpanan dan menerobos lapisan benton it. Jikaterjadi kejenuhan lapisan benton it, maka air tanahyang bercampur dengan benton it akan kontakdengan canister sehingga akan mempercepat lajukorosi canister yang telah mengalami korosi batasbutir pada saat penuangan gelas-limbah. Olehkarena itu sebagai canister dipersyaratkan bahandengan ketahanan korosi yang cukup tinggi.

Baja tahan karat (stainless steel) adalah bajapaduan yang mengandung Cr minimum 12 %.Ketahanan korosinya diberikan oleh suatu lapisanyang sangat tipis dari oksida krom yang dapatmelindunginya terhadap pengaruh lingkungan. Bajatahan karat austenitik AISI 304 adalah jenis bajatahan karat yang paling banyak digunakan, karenamemiliki ketahanan korosi dan mampu bentuk yangbaik. Akan tetapi baja tahan karat ini sangat sensitifterhadap korosi batas butir. Oleh karena itu dariAISI seri 300 ini kemudian dikernbangkanbeberapa jenis baja tahan karat lainnya denganmenambahkan unsur-unsur pemadu tertentu danpengurangan kadar karbon. Bahan AISI 304Ldigunakan dalam pemakaian yang memerlukanpengelasan. Kadar karbon yang rendah (simbol L)

Prosiding PPI - PDIPTN 2006Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2006

/52 ISSN 0216 - 3128 Aisyall. dU.

TATAKERJA

Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian iniadalah baja tahan karat austenitik AISI 304 danAISI 304L.

- AISI 304 dengan komposisi : C : 0,06 %; Mn:1,81 %; Si: 0,27 %; P: 0,020 %; S: 0,008 %;Cr: 18 %; Ni: 9,87 % dan Fe: balance [7].

- AISI 304L dengan komposisi : C : 0,020 %;Mn: 1,610%; Si: 0,500 %; P: 0,023 %; S:0,004 %; Cr : 18,3 %; Ni: 10,22 % dan Fe:balance [7].

- AISI 321 dengan komposisi : C : 0,051 %; Mn:1,77 %; Si: 0,390 %; P: 0,024 %; S: 0,003 %;Cr: 17,44 %; Ni: 10,60 %, Ti: 0,54 % dan Fe:balance [7].

- Untuk pengamatan struktur mikro digunakanlarutan etsa Kroll dengan komposisi

5%HN03 + 10%HF+85%H20[8].

- Media pengkorosi adalah air tanah dan larutanbenton it 2,5 %.

Metode

Perlakuan panas

- Simulasi perlakuan panas canister dilakukandengan pemanasan contoh (AISI 304, A!S!304L dan AIS! 321) yang berbentuk lingkarandengan diameter ± 17 mm pada suhu 700 dan1100 °c selama 2 jam dan diikuti denganpendinginan cepat dalam air (quenching).

- Contoh yang teJah mengaJami perlakuan panas,

diamplas sampai halus untuk selanjutnyadilakukan pengamatan struktur mikro danpenentuan laju korosi .

Penentuan laju korosi

Laju korosi biasanya dinyatakan dengan lajupenetrasi logam (mpy: mils per year) atau lajupengurangan be rat (mdd: mgldm2hari)dinyatakan dengan persamaan [9].

WLaju korosi = 0,129 ikor (-)

pdimana:

ikor : rapat arus korosi (JlA/cm2)

W : berat ekivalen (g.ekivalen)p : rapat massa logam (glcm3)0,129 : faktor konversi

Pengamatan struktur mikro

Pengamatan struktur mikro dimaksudkanuntuk mengamati daerah batas butir terhadapindikasi terjadinya korosi batas butir. Pengamatandilakukan terhadap' contoh yang telah mengalamiperlakuan panas pad a suhu 700 dan 1100 DC.Contoh yang telah mengalami perlakuan panasdiamplas sampai halus, dietsa denganmenggunakan larutan kroll , untuk kemudiandiamati Scanning Electron Microscope (SEM).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil percobaan disajikan pada Gambar 3,4, dan 5 . Gambar 3 dan 4 menunjukkan pengaruhperlakuan panas terhadap laju korosi bahan AISI304, 304L dan 321 dalam media pengkorosi airtanah dan larutan benton it. - Secara keseluruhan

tampak bahwa Gambar 3. dan 4 mempunyai polayang mirip satu sarna lain yaitu harga laju korositertinggi adalah pada bahan A!S! 304, kemudianA!S! 304L dan terendah pada bahan A!S! 321, baikpada perlakuan panas pada suhu 700°C maupunpada suhu 1100 DC.Pada Gambar 3 tampak bahwauntuk bahan AIS! 304, 304L dan 321 baik padaperlakuan panas pad a suhu 700°C maupun pada1100 °c pada media pengkorosi air tanahmempunyai harga laju korosi yang sedikit lebihkecil dibandingkan dengan harga laju korosi bahanA!SI 304, 304L dan 321 baik pada perlakuan panaspada suhu 700°C maupun pada 1100 °c padamedia pengkorosi larutan benton it seperti yangdisajikan pada Gambar 4. Hal ini tc~jadi karcna

Prosiding PPI - PDIPTN 2005Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Jull 2006

A isyah, dkk.ISSN 0216 - 3128 /53

adanya kontak langsung antara butiran-butiranhalus bentonit dengan bahan, sehingga terjadisedikit pengikisan lapisan pelindung krom oksidayang mengakibatkan lebih mudah terkorosi.DCl11ikianjuga daerah batas butir yang memangkarena adanya perlakuan panas pada saatpenuangan gelas-limbah kedalam canister telahmengalami korosi batas butir yaitu berkurangnyakadar krom batas butir sehingga daerah batas butirakan lebih mudah terserang korosi. Hal inilah yangmengakibatkan harga laju korosi meningkat.

0,02

0,018 j•

0,016 ~ 0,014 •~ 0,012e

0,01••0

'" 0,008 ••,3" 0,006

0,0040,002a

500 1000 1500

Suhu (.C)

Gambar 3. Pengaruh perlakuan panas terhadaplaju korosi dalam media air tanah

-------- -

0,025_ 0,02

••..

•~ = 0,015•" e •0 0,01 ••'" ,•• .AISI 304

...J 0,005 .AISI304La

eAISI321

0

50010001500

Suhu (.C)

Gambar 4. Pengaruh perlakuan panas terhadaplaju korosi dalam media larutanbenton it 2,5 %

Gambar 3 dan Gambar 4 menunjukkanpengaruh perlakuan panas terhadap laju korosidalam media pengkorosi air tanah dan larutanbenton it. Pada ke dua gambar tampak bahwauntuk baja tahan karat AISI 304L memiliki hargalaju korosi yang lebih kecil dari pada baja tahankarat AISI 304 baik untuk perlakuan panas padasuhu 700°C maupun 1100 DC. Oemikian juga jika

diamati bahwa perlakuan panas pad a suhu 1100 °cmemberikan harga laju korosi yang lebih kecildaripada perlakuan panas pada suhu 700°C baikuntuk contoh baja tahan karat AISI 304 maupun304L. Hal ini terjadi karena kadar karbon dalambaja tahan karat AISI 304L sangat kecil (0,02%)yaitu 1/3 (sepertiga) dari kadar karbon dalam bajatahan karat AISI 304 (0,06%). Adanya perlakuanpanas, maka bahan dengan kadar karbon yang kecilsui it untuk terbentuk presipitat krom karbida(Cr23C6) pada batas butir yang menjadi penyebabterjadinya korosi batas butir [10]. Bahan yangseperti ini mempunyai tingkat energi yang lebihkecil, sehingga pada saat pengujian korosi jumlahelektron yang sedikit ini akan mengakibatkan arusyang terukur kecil sehingga laju korosinya keci!.Selain itu tampak pula bahwa pada perlakuan panaspada suhu 1100 °c memberikan harga laju korosiyang lebih kecil dari pad a perlakuan panas pad a700°C baik untuk contoh baja tahan karat AISI304 maupun 304L . Hal ini terjadi karena padasuhu 1100 °c bahan berada pada kondisi satu faseyaitu fase austenit bebas presipitat krom karbida.Tidak adanya presipitat krom karbida menjadikanbatas butir tidak kekurangan krom sehingga tidakmudah terkorosi. Oalam pengujian korosi, bahanpad a kondisi ini berada dalam kesetimbangandengan jumlah energi yang kecil, sehingga jumlahelektron yang bergerak dari anoda ke katoda relatifkecil dan berakibat arus yang terukurpun kecil,sehingga harga laju korosinya keci!.

Oari Gambar 3 maupun 4 juga tampakbahwa untuk bahan AISI 321 memiliki harga lajukorosi yang relatif stabil dan paling rendahdibandingkan dengan bahan AISI 304 dan 304Lbaik yang mengalami perlakuan panas pada suhu700°C maupun pad a 1100 °c pada mediapengkorosi air tanah maupun pada larutan bentonit.Hal ini terjadi karena adanya unsur titanium yangmerata pada permukaan bahan. Adanya perlakuanpanas pad a suhu sensitisasi (700°C) maka karbonyang biasanya bergerak ke batas butir dan berikatandengan krom sehingga membentuk presipitat kromkarbida (Cr23C6), maka karbon akan berikatandengan titaniun sehingga membentuk TiC. AdanyaTiC dan tidak terbentuknya Cr23C6 ini dapatmengindikasikan tidak terjadinya daerah deplesikrom yang menjadi penyebab bahan terserangkorosi batas butir. Oalam hal ini lapisan pelindungkrom oksida tidak rusak dengan adanya perlakuanpanas sehingga bahan terlindungi dari kontaklangsung dengan media pengkorosi. Hal inilah yangmengakibatkan harga laju korosi bahan AISI 321yang rendah [10].

Prosiding PPI - PDIPTN 2006Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2006

/54- ISSN 0216-3128

Gambar 5. Struktur mikro baja tahan karat, pengamatan dengan SEM(AI)' AISI 304, perlakuan panas pada 700°C(A2). AISI 304, perlakuan panas pada I 100°C(B.). AISI 304L, perlakuan panas pada 700°C(B2). AISI 304L, perlakuan panas pada I 100°C(C1). AISI 321, perlakuan panas pada 700°C(C2). AISI 321, perlakuan panas pada I 100°C

Prosiding PPI - PDIPTN 2005Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2006

Aisyalr, dkk.

A isyah, dkk.ISSN 0216 - 3128 /55

1300

1200

~ 1100c~~ 10000;Co

~ 900J!

800

700

o 0,02 0,04 0,06 0,08 0,I 0,12 0.14 0,16

~d.r karbon (% b.r.t)

menunjukkan struktur mikro bahan AISI 321 yangmengalami perlakuan panas pada suhu 700°C dan1100 °c. Pada Gambar 5C1 tampak adanyapresipitat TiC yang menyebar pada matriks karenaadanya perlakuan panas pada suhu 700°Csedangkan Gambar 5C2 menunjukkan masih adanyapresipitat TiC pada matriks walaupun denganukuran yang lebih kecil. Hal ini menunjukkanbahwa untuk melarutkan presipitat TiC memerlukansuhu yang lebih tinggi dari I 100°C sesuai dengandiagram fase yang disajikan pada Gambar 6 [6J.

KESIMPULAN

Gambar 6. Kclarutan TiC dalam baja tahankarat AISI321 161

Gambar 5A, 5B dan 5C. menyajikan gambarstruktur mikro baja {ahan karat AISI 304,304L dan321 yang telah mengalami perlakuan panas padasuhu 700°C dan 1100 °c hasil pengamatan denganSEM. Dari Gambar 5A menunjukkan strukturmikro bahan AISI 304 yang mengalami perlakuanpanas pada suhu 700°C dan 1100 °C. Pada Gambar5A I tampak batas butir yang menebal, inimenunjukkan bahwa perlakuan panas pada suhu700°C terhadap contoh baja tahan karat AISI 304mengakibatkan terbentuknya presipitat kromkarbida yang mengakibatkan daerah batas butirkekurangan krom sehingga mudah terkorosi. PadaGambar 5A2 memperlihatkan keadaan batas butiryang relati f bersih dari presipitat krom karbida.Perlakuan panas pada suhu 1100 °c pada contohbaja tahan karat AISI 304 dimaksudkan untukmcminimalkan terjadinya korosi batas butir dengancara melarutkan kembal i presipitat krom karbidayang telah terbentuk. Gambar 5B menunjukkanstruktur mikro bahan AISI 304L yang mengalamiperlakuan panas pada suhu 700°C dan 1100 °c.Pada Gambar 5BI menunjukkan batas butir contohbaja tahan karat AISI 304L yang mengalamiperlakuan panas pada suhu 700°C, terlihat batasbutir menebal walaupun tidak setebal pada contohbaja tahan karat AISI 304 pada perlakuan panasyang sarna. Ini menunjukkan bahwa kadar karbonyang rendah pad a baja tahan karat AISI 304L dapatmenekan terbentuknya presipitat krom karbidasehingga meminimalkan potensi terjadinya korosibatas butir. Pemanasan pad a suhu 1100 °c padabaja tahan karat AISI 304L seperti yang disajikanpada Gambar 5B2 memperlihatkan gambar batasbutir yang relatif bersih. Hal ini karena perlakuanpanas pas a suhu 1100 °c akan melarutkanpresipitat krom karbida yang kemungkinan sudahsedikit terbentuk pada bahan. Gambar 5C

Baja tahan karat austenitik AISI 304, 304Ldan 321 dipilih sebagai bahan canister Iimbahaktivitas tinggi karena ketahanan korosinya yangbaik. Hal ini karena adanya lapisan pelindung kromoksida yang melindungi permukaan baja tahankarat. Namun' demikian adanya perlakuan panaspad a saat proses penuangan gelas-Iimbah kedalamcanister akan menyebabkan terbentuknya presipitatkrom karbida pada batas butir. Adanya presipitatkrom karbida ini menjadikan lapisan pelindungkrom aksida rusak dan akan terjadi korosi. Bajatahan karat AISI 304 mempunyai laju korosi yangpaling besar dibandingkan dengan AISI 304L danAISI 321 baik dalam media pengkorosi air tanahmaupun larutan benton it. Baja tahan karat AISI 321mempunyai laju korosi yang paling rendah danrelatif stabil terhadap perlakuan panas. Hal inikarena adanya kandungan titanium kurang lebih 5kali kadar karbon. Bahan AISI 304, 304L dan 321mempunyai harga laju korosi yang sedikit lebihbesar dalam media bentonit dari pada dalam mediaair tanah. Hal ini karena adanya butiran halusbenton it yang sedikit mengikis lapisan pelindungkrom oksida, sehingga bahan lebih mudahterkorosi.

DAFT AR PUST AKA

I. MARTONO, H., Gelas Sebagai PerangkapLimbah Radioaktif Beraktivitas Tinggi, ThesisMagister, Universitas Indonesia, Jakarta, 1992.

2. JAPAN NUCLEAR CYCLE DEVELOPMENT

INSTITUTE., Second Progress Report onResearch and Development for the GeologicalDisposal ofHLW in Japan, JNC,2000

3. AISY AH, HERLAN, M., Keretakan Gelas­Limbah Dalam Canister, Jurnal TeknologiPengeloJaan Limbah, Vol.6 NO.1, P2PLR ­BAT AN , Juni 2003

4. P2PLR, Pengelolaan Limbah Radioaktif DariIndustri di BATAN, P2PLR, 2002

Prosiding PPI - PDIPTN 2006Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2006

156 ISSN 0216 - 3128 Aisyah, tlkk.

5. PECKNER D., AND BERNSTEIN I.M.,

Handbook of Stainless Steels, Mc Graw-HiII,USA,1977

6. SEDRICKS, A,J.,Corrosion of Stainless Steels,

.John Willey and Sons Inc, New York, 1979.

7. Sertifikat Bahan AISI 304, AISI 304L dan 321

8. ASM, Handbook, vol. 9 : Metallography andth

Micro Structures, 9 ed, USA, 1992.

9. ASM, Hand book, vol. 13 : Corrosion, 9th ed,USA, 1992

10. GUL YAEV A.P., Structural Theory of

Intergranullar Corrosion of Austenitic StainlessSteels, Moscow Institute of ChemicalEngineering

TANYAJAWAB

M. Yazid

- Scjauh mana pcngauh besarnya butiran bcntonitterhadap proses korosi SS yang digunakan dalampenelitian ini?

- Bagaimana jika benton it digunakan dengan jenismaterial lain?

- Apakah kekerasan bentonitjuga berpengaruh?

Aisyah

- Dalam penelitian ini belum dipelqjari pengaruhbesarnya butiran bentonit terhadap proseskorosi SS. namun demikian butiran bentoni!

yang besar dan keras dapat memperbesar lajukorosi SS, karena bahan lebih abrasip, sehingga

dapat merusak lapisan pelindung krom oksida.

- Dalam penelitian ini bentoni! dimaksudkansebagai backfill material dalam sistimpenyimpanan lestari limbah aktivitas tinggimineral lain yang biasa digunakan sebagaibackfill material seperti zeolit.

- Semakin bahan dengan kekerasan yang tinggimaka akan semakin abrasip,sehingga semakinmerusak lapisanlogam.

Prosiding PPI - PDIPTN 2005Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Jull 2006