SIMULASI KOROSI BESI DALAM LOGAM CAIR: PENENTUAN DAERAH TEMPERATUR OPERASI MITIGASI KOROSI DENGAN INHIBITOR NITROGEN

Abstract

Korosi atau kerusakan logam besi padat di dalam lingkungan logam cair timbal-bismut pada temperatur tinggi termasuk korosi temperatur tinggi yang tidak meninjau transfer elektron atau reaksi kimia pada prosesnya. Mekanisme korosi tersebut ditinjau melalui proses difusi atom-atom material logam besi padat ke dalam logam cair. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan upaya penghambatan atau mitigasi korosi akibat proses difusi tersebut serta menentukan daerah temperatur operasi mitigasi melalui simulasi dinamika molekul. Sistem simulasi dimodelkan menjadi dua bagian yaitu sistem simulasi awal dan sistem simulasi untuk proses mitigasi korosi. Sistem simulasi awal terdiri dari logam besi dengan interaksi lennard-Jones dan diletakkan dalam logam cair timbal-bismut. Sedangkan, untuk proses mitigasi korosi, gas nitrogen diinjeksikan ke dalam sistem awal pada konsetnrasi tertentu. Kedua sistem material disimulasikan/dijalankan dengan variasi temperatur. Hasil yang didapatkan menunjukkan bahwa koefisien difusi besi dalam logam cair timbal-bismut mengalami kenaikan seiring dengan kenaikan temperatur untuk kedua sistem simulasi. Proses mitigasi dengan inhibitor gas nitrogen ditunjukkan dengan adanya penurunan nilai koefisien difusi besi dalam logam cair timbal bismut setelah gas nitrogen diinjeksikan. Perlakuan variasi temperatur untuk sistem simulasi sebelum dan setelah injeksi gas nitrogen menghasilkan daerah temperatur operasi mitigasi korosi dengan interval temperatur 600 °C hingga 1550 °C. Pengaplikasian dari mitigasi korosi dengan menggunakan gas nitrogen pada reaktor nuklir memerlukan peninjauan lanjutan tentang temperatur optimum yang bekerja pada suatu reaktor.