Docstoc

pengujian ndt

Document Sample
pengujian ndt Powered By Docstoc
					2.9. Pengujian Non Destructive Test

       Non Desturuktive Testing secara garis besar dikelompokkan dalam 2 metode yaitu
metode radiasi dan non radiasi.
Metode radiasi yaitu metode pemeriksaan dengan memanfaatkan sinar radiasi yang
dipancarkan oleh isotop tertentu dan mesin pembangkit sinar-X. Sedangkan metode non
radiasi diantaranya adalah : Ultrasonik, Eddy Current, magnetik Partikel, Dye Penetrant,
Acustic emission dan lain-lain.
Pada dasarnya kedua metode tersebut tidak berdiri sendiri, tetapi saling melengkapi. Metode
pemeriksaan tersebut diaplikasikan sebagai “quality control” dalam : produk metalurgi, proses
metalurgi, komponen pembangkit tenaga listrik konvensional, PLTU, hydro electric power
stations, oil and gas pipelines, aircraft and ships concrete structure dan lain-lain.
Dari gambaran tersebut di atas maka metode NDT mempunyai peranan penting dalam
inspeksi dan control sehubungan dengan produksi industri, konstruksi, instalasi dan operasi
dari fasilitas industri, peralatan dan komponen untuk pabrik dan sebagainya. NDT juga
berperan dalam “in service         section” dari power plants, refineries, aircraft, building,
production process and maintenance.


2.9.1. Pengujian Radiografi
1. Sumber radiasi untuk radiografi
   Pembangkit Sinar-X
   Prinsip kerja pesawat sinar-x : 2 (dua) buah kutub listrik katoda dan anoda diberi
perbedaan tegangan listrik yang cukup tinggi dan berada di ruang hampa. Pada katoda ( yang
berupa filament) akan dipancarkan electron, karena dalam tabung hampa maka electron-
elektron dari katoda akan bergerak sangat cepat kea rah anoda. Terjadi tumbukan antara
elektron akan kehilangan energi yang berubah menjadi panas (sebagian besar) dan pancaran
sinar-X (sebagian kecil).




                                                93
                       Katoda
                                                        Anoda

                                                                   Target




                           Filamen            Sinar X


                                  Gambar 2.49. Tabung Sinar X.

   Panas yang timbul di anoda harus didinginkan agar target tidak meleleh atau rusak.
Banyak electron yang dilepas oleh katoda sebanding dengan arus yang diberikan pada
filament, sedangkan tegangan-tegangan positif yang diberikan kepada anoda adalah
berhubungan erat dengan kecepatan electron yang menumbik anoda (target) dan mempunyai
hubungan dengan energi sinar yang dipancarkan.
   Penetrasi sinar-x ditentukan oleh besar tegangan (kV) yang dihasilkan oleh pemancar
sinar-X.
   Hubungan antara panjang gelombang dengan kV adalah :
                          12,4 o A
                     λ=
                             kV

   Makin kecil λ daya tembus sinar-X semakin besar, sedang kuantitas sinar-X dapat diatur
melalui arus (mA) pada filamen.
   Dual hal yang dapat diatur dalam „control box“ dari pesawat sinar-X adalah arus dan
tegangan.




                                             94
                                     2.50. Alat Uji Radiografi
2. Interaksi Sinar-X, γ dengan materi.
   Bila suatu materi dengan ketebalan tertentu diradiasi maka intensitas radiasi semula
diperlemah setelah melewati material, karena terjadi proses atenuasi.


                                                        I1

                                                        I2
                                                                 I1< I2
                                                        I1

                                                        I1



    I = I o .e - µ X
   I = intensitas sinar-X, setelah menembus material
   Io = intensitas mula-mula
    µ = koefisien pelemahan linier
   X = tebal material
   Perbadaan intensitas inilah yang dipakai sebagai dasar atau dinnfaatkan dalam teknik
radiografi.



                                              95
   Jika dipakai film sebagai detektor, maka perbedaan intensitas I1 dan I2 akan menghasilkan
tingkat kehitaman yang berbeda pada film radiografi.
   Proses pelemahan sinar-X atau γ akibat interaksi dengan materi dapat dibedakan atas 3
   (tiga) peristiwa, yaitu :
   - efek photolistrik
   - hamburan compton
   - Pair production
3. Teknik Sumber Radiasi
   Peralatan yang diperlukan untuk pelaksanaan adalah
   -   sumber radiasi
   -   benda uji
   -   film radiografi
   -   alat penunjang ( survey meter dan lain-lain)
   A. Pemilihan Sumber Radiasi
   Sumber radiasi dipilih berdasarkan material/benda uji karena daya tembus dari tiap
   sumber berbeda. Untuk pesawat sinar-X, voltage dapat diatur berdasarkan ketebalan
   material dengan rumus :
                               V=A+BX
   dimana :
   V = voltage dalam kilovolt ( kV)
   X = tebal benda uji dalam mm
   A,B = konstanta dalam tabel


                                      Al                           Fe
        Tebal ( mm )
                               A             B             A                B
        0.05 < x ≤ 5           20            5             40               10
            X>5                40           1.5            75              4.5




                                             96
B. Pemilihan Film radiografi
   Film diklasifikasikan sebagai berikut :
       Tipe Film                Kecepatan             Kontras              Butiran
            1                    Rendah             Sangat tinggi           Halus
            2                    Medium                Tinggi            Agak halus
            3                     Tinggi              Medium             Agak besar
            4                  Sangat tinggi          Rendah                Besar


C. Pemilihan SFD
    “Source Film Distance“ (SFD) perlu dihitung agar gambar radiografi cukup tajam.
   Rumus untuk menghitung SFD adalah :
                                t -d
                        Ug =
                               SFD - t
    dimana :
   t = tebal material
   d = diameter sumber
   Ug = penombra/unsharpness
   Kalau tidak ada syarat lain, maka sebagai patokan dapat diambil Ug = 0.02 inchi = 0.5
mm , d = 2 mm.
   Substitusi ke rumus di atas maka akan didapat SFD min = 5 t


D. Pemilihan Penetrameter
   Kalau tidak diberikan syarat patokan (spesifikasi), maka pemilihan nomor penetrameter
(peny) dapat diambil 2 % dari tebal benda uji. Misalnya, bila tebal benda uji = 2, maka tebal
peny yang akan digunakan = 0.04.


E. Pemilihan Screen
   Screen berfungsi untuk memperpendek waktu penyinaran berlaku untuk kV > 120. Bila
tegangan < 120, maka screen tidak berfungsi. Screen juga berfungsi untuk mengabsorpsi
sinar-sinar pantul. Screen depan dipasang di depan film, screen belakang film.




                                               97
F. Waktu penyinaran dan voltage ( kV)
   Waktu penyinaran dan voltage ( kV) dapat dilihat pada tabel (exposure chart), dengan
mengukur tebal benda uji yang akan diperiksa. Arus ditentukan sebesar dengan 5 mA. Tebal
diberikan pada saat pengujian


G. Pelaksanaan Pengujian
1. Set-up Alat
   Susunlah peralatan sesuai dengan gambar di bawah

                                   S = sumber radiasi




        SFD
                                                    P = penetrameter

                                                      Sh = shim

                                                   B = benda uji

                                                    F = Film
   Yang perlu disiapkan sebelum pelaksanaan penyinaran ( lihat exposure chart) adalah :
   - waktu penyinaran
   - voltage ( kV)
   - SFD, Peny, Film
   Perhatikan , pintu harus tertutup rapat dan tidak seorangpun ada di dalam ruangan radiasi
   pada saat control box akan di on-kan.


2. Film Processing
Film yang telah disinari, harus diproses di ruang gelap agar film dapat diamati dengan viewer.
Urutan proses adalah sebagai berikut :


                                                  1. Devoloper, 3-8 menit
         1           2      3        4            2. Air mengalir , 1-2 menit
                                                  3. Fixer, 6-15 menit
                                                  4. Air mengalir , 15-30 menit
                                                  5. Dryer , 10-15 menit


                                             98
3. Eveluasi
Setelah film kering, maka dapat dilakukan pengamatan dan evaluasi dari film dengan bantuan
cahaya viewer.
    -   catat dan identifikasikan cacat yang tampak pada film radiografi
    -   ukurlah bearnya cacat dengan jangka sorong
    -   buatlah kesimpulan tentang mutu film radiografi, terutama mengenai kontras film,
        density film dan cacat film pada saat processing
    -   buat kesimpulan dari data-data cacat


2.10. Pengujian Ultrasonik
        Ultrasonik adalah salah satu metode uji tanpa merusak (NDT – Nondestructive
Testing) yang menggunakan pancaran gelombang bunyi berfrekuensi tinggi. Gelombang
bunyi yang melalui benda uji tersebut mengalami pengurangan /pelemahan energi (atenuansi)
dan dipantulkan pada batas-permukaan (interface), yang selanjutnya dideteksi di deteksi dan
dianalisa untuk mengetahui ada tidaknya cacat serta lokasi cacat pada benda uji.
        Aplikasi utama metode ultrasonik dalam pemeriksaan logam adalah untuk mendeteksi
cacat-dalam secara rinci (lokasi, ukuran, bentuk dan jenis cacat). Disamping itu, metode
ultrasonik digunakan juga untuk mendeteksi cacat-permukaan, mengetahui karakteristik
sambungan (bonding), mengukur ketebalan, mengetahui tingkat korosi, dan menentukan sifat-
sifat fisik, struktur ukuran butir, dan konstanta elastis.
        Dalam pemeriksaan logam, dibandingkan dengan metode NDT lainnya, ultrasonik
mempunyai kelebihan :
-   Mempunyai tenaga penetrasi paling besar, yaitu dapat pemeriksa sampai kedalaman 6 m.
-   Kepekaan sangat tinggi, memungkinkan mendeteksi cacat yang relatif sangat kecil.
-   Lebih teliti dalam menentukan letak, estimasi ukuran, bentuk, dan jenis cacat-dalam.
-   Indikasi ditampilkan seketika sehingga akan sesuai untuk otomatisasi, pemeriksaan yang
    cepat, pemantauan produksi dan kontrol proses.
-   Dapat memeriksa benda uji secara keseluruhan (volume).
-   Tidak membahayakan operator, peralatan dan bahan disekitarnya.
-   Portabel.
        Disamping kelebihan-kelebihan diatas, metode ultrasonik mempunyai kelemahan-
kelemahan sebagai berikut :



                                                 99
-   Benda uji yang kasar, bentuk tidak beraturan, sangat kecil atau tipis, atau tidak homogen
    akan sulit untuk diperiksa.
-   Benda uji yang kasar, bentuk tidak beraturan, sangat kecil atau tipis, atau tidak homogen
    akan sulit untuk diperiksa.
-   Diperlukan kuplan untuk menghantarkan gelombang dari transduser ke benda uji yang
    diperiksa.
-   Diperlukan standar acuan untuk kalibrasi peralatan dan karakterisasi cacat.


2.9.1.1. GELOMBANG ULTRASONIK
       Berdasarkan frekuensi, bunyi dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
Infrasonic         : f < 16 Hz
Audible sonic      : 16 Hz < f < 20 kHz
Ultrasonic         : f > 20 kHz
Hypersonic         : f > 1 GHz


A. Mekanisme Gelombang
       Ultrasonik merupakan gelombang mekanis dimana partikel-partikel (atom
atau   molekul)     bergetar      atau   beroskilasi   disekitar   posisi kesetimbangannya.
Gelombang ultrasonik dapat merambat dalam medium elastis seperti padat, cair atau gas,
tetapi tidak dalam ruang hampa. Ketika partikel-partikel suatu bahan elastis
berpindah dari posisi kesetimbangan karena adanya gaya luar, tegangan-dalam akan
bekerja untuk mengembalikan partikel tersebut ke posisi asalnya. Karena
adanya gaya antar-atom antara partikel-partikel yang berdekatan, perpindahan satu
partikel akan menyebabkan perpindahan partikel didekatnya, demikian seterusnya sehingga
terjadi perambatan gelombang.
       Amplitudo, model getaran dan kecepatan dari gelombang berbeda-beda untuk
padat, cair dan gas dikarenakan perbedaan jarak antara partikel-partikelnya
yang menyebabkan gaya tarik antara partikel dan sifat elastis bahan akan berbeda.




                                              100
B. Jenis Gelombang
       Ada 4 jenis gelombang:1) gelombang longitudinal, 2) gelombang transversal, 3)
gelombang permukaan, dan 4) gelombang Lamb. Dari keempat jenis gelombang
diatas, yang paling banyak digunakan adalah gelombang longitudinal dan transversal.
       Gelombang longitudinal dikenal juga sebagai gelombang kompresi dimana partikel
bergerak maju dan mundur searah dengan perambatan gelombang. Gelombang longitudinal dapat
merambat pada semua media padat, cair dan gas.




                         Gambar 2.51. Gelombang longitudinal
       Gelombang transversal atau gelombang geser mempunyai gerakan partikel yang
tegak lurus dengan arah gerakan gelombang. Gelombang ini mempunyai kecepatan kira-
kira 1/2 kecepatan gelombang longitudinal. Gelombang transversal tidak dapat merambat
pada media cair dan gas, kecuali cairan yang sangat kental atau cairan yang merupakan
lapisan yang sangat tipis.




                        Gambar 2.52. Gelombang transversal


pertikel berbentuk clip. Gelombang ini mempunyai kecepatan ± 0.9 kecepatan
gelombang transversal dan merambat pada permukaan dengan kedalaman aman tidak lebih
besar dari panjang gelombangnya. Oleh karena itu biasanya gelombang permukaan digunakan
untuk memeriksa benda uji yang berbentuk rumit.




                                          101
                           Gambar 2.53. Gelombang permukaan


Tabel 2.2. Kecepatan gelombang untuk berbagai jenis bahan (km/det)
 NO         BAHAN             V1             Vt             VS
  1         Baja karbon       5,94           3,24            3,0
  2         Baja paduan   5,90 - 5,95    - 3,23 - 3,26       3,0
  3         Besi tuang    3,50 - 5,60    2,20 - 3,20         -
  4    Baja tahan karat   5,39 - 45,01   2,99 - 3,36     2,16 - 3,12
  5         Aluminium     6,25 - 6,35        3,10        2,79 - 2,90
  6           Udara          0,331            -               -
  7           Kaca        5,57 - 5,77    3,43 - 3,44     3,13 - 3,14
  8          Plexiglas        2,67           1,12           1,13
  9            Karet          2,3              -              -
  10            Air           1,49             -              -


Catatan :
Vl : kecepatan gelombang longitudinal
Vt : kecepatan gelombang transversal
Vs : kecepatan gelombang permukaan


C. Frekuensi
       Hubungan antara kecepatan (V) dengan frekuensi frekuensi (f) dan panjang
gelombang ( λ ) diberikan oleh persamaan berikut :




                                           102
                   V = f. λ
       Kecepatan gelombang akan bergantung pada media yang dilaluinya. Jadi kecepatan
adalah tetap untuk bahan yang sama. Sedang frekuensi adalah bergantung pada
transduser yang dipergunakan. Dimana tiap transduser mempunyai frekuensi yang
tertentu.
       Kepekaan, atau kemampuan untuk mendeteksi cacat yang sangat kecil
semakin besar dengan semakin besarnya frekuensi yang dipergunakan, akan
tetapi atenuasi akan semakin besar pula. Oleh karena itu dalam pemeriksaan
dengan ultrasonik hal-hal tersebut mesti dipertimbangkan, terutama dalam pemeriksaan
bahan-bahan yang mempunyai homogenitas yang rendah atau ukuran butir yang relatif
besar. Mempertimbangkan hal tersebut, maka bahan-bahan tertentu akan sesuai
untuk diperiksa dengan menggunakan frekuensi yang tertentu, yaitu:


   Tabel 2.3. Frekuensi transduser yang sesuai untuk berbagai jenis bahan.

      No               BAHAN                          FREKUENSI

       1          Aluminium, besi, baja                2 - 6 MHz
       2             Logam cor/tuang                  0,5 - 2 MHz
       3                 Komposit                    0,5 – 2 MHz
       4                     Karet                    1 – 5 MHz
       5            Keramik, batu bata               0,25 – 1 MHz
       6                     Kayu                   0,05 – 0,5 MHz
       7                     Beton                 0,025 – 0,25 MHz


D. Impedansi A k u s t i k
       Impedansi akustik digunakan untuk menghitung jumlah energi yang dipantulkan
maupun yang diteruskan (ditransmisikan) pada batas-permukaan (interface) dari 2 media. Jika
2 media mempunyai impedansi akustik yang hampir sama, maka tidak akan ter jad i pa ntul an,
ha mp ir semua energi 2 gelombang akan ditransmisikan. S ebalikny a jika impedansi akustik
dari 2 media jauh berbeda. Maka hampir semua energi gelombang akan dipantulkan. Impedansi




                                           103
akustik (Z) suatu media berbanding lurus dengan berat jenis ( ρ ) dan kecepatan
gelombang (V) melewati media tersebut.
                                             Z= ρ v


       Untuk sudut datang 0ο (tegak lurus permukaan), prosentase energi yang dipantulkan
(R) dan yang ditransmisikan (T) dapat dihitung dari persamaan berikut :
                   R = (Z 2 – Z 1 ) 2 /.(Z 2 + Z 1 ) 2
                   T = 4Z 2 Z 1 / (Z 2 + Z 1)2


E. Pelemahan (Atenuasi)
       Terdapat 3 faktor utama yang menyebabkan terjadinya atenuasi energi
ultrasonik, yaitu: penyerapan (absorption), scattering dan difraksi (diffraction).
a)   Penyerapan (absorption) :
     Sebagian energi ultrasonik diubah menjadi panas ketika melewati suatu media.
b)   Scattering
     Ketidak-homogenan bahan seperti adanya inklusi, porositas, grafit dalam besi
     tuang, perbedaan jenis kristal atau fasa akan menyebabkan terjadinya scattering.
c)   Difraksi
     Pembelokan gelombang pada ujung reflektor (interface). Dipengaruhi oleh
     kekasaran, ukuran dan bentuk interface.


F. Perubahan Bentuk Gelombang ( Mode o f Conversion)
       Ketika gelombang, ultrasonik datang pada suatu interface dengan sudut
datang 0 0 ( tegak-lurus permukaan), maka gelombang tersebut akan dipantulkan atau diteruskan
tanpa terjadi perubahan arah. Akan tetapi jika sudut datang gelo mbang bukanah
0 0 , maka akan terjadi perubahan bentuk gelombang ( mode of conversion ) dimana
akan dihasilkan gelombang pantul dan gelo mba ng bias yang dapat, berupa
gelombang longitudinal, transversal maupun permukaan (lihat gambar 2.54).




                                                 104
                   Gambar 2.54. Perubahan bentuk gelombang

Hubungan antara sudut dan gelombang datang, pantul dan bias pad a ga mbar 2. 54
dapat diberikan berdasarkan hukum Snellius, yaitu:
          sin α1/V1(1) : sin α’1 /V1(1) = sin α’t / V t(1)
                                        = sin β 1 /V 1(2) = sin β t/Vt (2)

2.9.1.2. Proses Pemeriksaan

       Terdapat beberapa metode untuk membangkitkan gelombang ultrasonik,
tetapi yang paling banyak dipakai dalam bidang NDT adalah metode yang
berdasarkan pada prinsip PIEZOELECTRIC EFFECT, yaitu jika suatu jenis
kristal dibebani (tarik atau tekan), maka akan dihasilkan muatan listrik pada
permukaan kristal tersebut akan terjadi deformasi/vibrasi, merenggang atau menyempit
bergantung pada jenis muatan yang diberikan.
       Piezoelectric effect dapat dihasilkan oleh kristal-kristal berikut : quartz,
barium titanat, turmalin, lithium sulfat, plumbum metaniobat, dan plumbum zirkonat
titanat.




                           Gambar 2.55. Jenis-jenis probe.




                                              105
        Terdapat beberapa jenis probe (piezoelectric) yang biasa digunakan dalam
pemeriksaan ultrasonik, yaitu (lihat gambar 2.55)
a) Straight Beam (pancaran langsung)
     Gelombang ultrasonik yang dipancarkan tegak lurus permukaan benda uji.
     Probe ini dapat dipergunakan untuk metode pulse-echo (pulsa gema) atau transmisi.
     Untuk metode pulsa-gema dapat digunakan satu atau 2 probe, dimana pemakaian
     2 probe digunakan ketika memeriksa benda uji yang bentuknya tidak beraturan.
b ) Angle B eam (pancaran menyudut)
     Gelombang u l t r a s o n i k yang d i p a n c a r k a n m e m b e n t u k s u d u t t e r h a dap
     permukaan benda uji. Probe ini biasanya digunakan untuk memeriksa plat,
     pipa atau bejana, dan benda uji dengan bentuk y a n g t i d a k d a p a t d i p e r i k s a
     d e n g a n p r o b e s t r a i g h t b e a m.
c)   Dual Element (berkristal dua)
     D e n g a n memiliki dua buah kristal p a d a s a t u p r o b e ( y a ng s a t u b e r f u n g s i
     s e b a g a i t r a n s mi t e r d a n y a n g l a i n n y a s e b a g a i r e c e i v e r ) , mak a a k an
     t er b eb a s da r i p en g ar u h pu l s a t ransmitte s e h i n g g a d apat memeriksa cacat
     yang berada di dekat perrmukaan.
d ) Delay Tip (mempunyai p e n u n d a )
     D e n g a n a dany a batang p enunda ak an mengh il angkan p e ngarar uh " d e a d
     z o n e " ( d a e r a h y a n g t i d a k d apat diperiksa) sehingga bi as a ny a p r obe i n i
     d i gu n a ka n un t u k p e n gu k u r an k et eb a l a n p l at y a n g t ip i s .
e) Immersion (renda m)
     Dengan adanya media air s ebagai penunda dan sebagai kuplan, maka jenis
     ini dapat digunakan untuk pemeriksaan benda uji y a n g t ip i s d a n me mp u ny a i
     k e c e p a t a n p e mer i k s a an y an g t i n g g i serta pemeriksaan dapat diotomatisasi.


2.9.1.3. Metode Pemeriksaan
        Pemeriksaan dengan ultrasonik dilakukan dengan memo nitor/memantau hal-hal
berikut :
─    Pantulan energi dari interface antara logam dan gas, logam dan cairan, atau
     diskontinuitas yang ada di dalam benda uji.
─    Waktu tempuh gelombang b u n y i k e t i k a melewati benda uji, dari transmitter ke



                                                       106
    receiver.
─   Atenuasi pancaran gelombang bunyi ketika melewati benda uji.
─   Frekuensi resonansi benda uji.
          P ada pr ins ipny a ter dap at 3 macam metode pemeriksaan dengan ultrasonik,
yaitu :
A. Metode transmisi (transmission method).
B. Metode pulsa-gema (pulse-echo method).
C. Metode resonansi (resonance method).
A. Metode Transmisi
    Metode transmisi di dasarkan pada pengukuran perubahan intensitas gelombang bunyi
yang ditransmisikan melewati benda uji. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan 2 buah
probe, satu probe berfungsi sebagai pemancar (transmitter) dan satu probe sebagai penerima
(receiver) pengurangan intensitas gelombang setelah melewati benda uji dikarenakan sebagian
gelombang dibelokkan, dipantulkan dan sebagian lagi diteruskan yang kemudian diterima
oleh receiver (lihat gambar 2.56).




                               Gambar 2.56. Metode transmisi
Kekurangan dari metode ini adalah :
─   Kepekaan rendah.
─   Letak dan bentuk cacat tidak dapat diketahui, hanya mengetahui ada tidaknya cacat
    didalam benda uji.
─   Transmitter dlan receiver harus saling berhadapan.
─   Permukaan benda uji dimana transmitter dan receiver ditempatkan harus
    paralel/sejajar.
─   Permukaan benda uji harus bebas dari deposit.




                                             107
B. Metode Pulsa-gema (pulse-echo)
          Pada metode pulsa-gema, pulsa gelombang ultrasonic dipancarkan oleh probe kedalam
benda uji yang diperiksaa. Jika pulsa tersebut mengenai cacat atau permukaan lain, maka
pulsa       gelombang akan dipantulkan kembali ke probe yang selanjutnya
dimonitor/dianalisa besarnya energi pulsa dan waktu tempuh pulsa yang
diterima.
          Pulsa gelombang (pulsa mekanis) yang kembali ke probe diubah menjadi
pulsa listrik yang ditunjukkan sebagai titik tetapi karena kecepatannya sangat
tinggi maka pada layar akan terlihat sebagai garis. Untuk menunjukkan pulsa
gelombang yang dipantulkan oleh cacat atau permukaan yang lain, pulsa listrik
dibelokkan ke arah vertikal dan dibelokkan kembali ke bawah, ke garis dasar
layar. Titik yang dibelokkan terasebut dinamakan “ECHO”
          Ketika pulsa listrik dikirimkan ke kristal untuk membangkitkan pulsa gelombang,
terdapat pulsa listrik yang dipantulkan kembali, sehingga di layar akan terlihat adanya
transmitter echo. Jadi, jika terjadi suatu pemeriksaan benda uji terdapat cacat,
maka di lay ar akan terdapat 3 macam echo yaitu (lihat Gambar 2.57).
─       Transrmitter echo : akibat pemancaran pulsa listrik.
─       Defect echo       : dari cacat.
─       Back echo         : dari dinding/sisi belakang.




                      Gambar 2.57. Metode pulsa-gema (pulse-echo method)
Kelebihan dari metode puIsa-gema adalah:
    -     Untuk pemeriksaan hanya diperlukan satu permul:aan.
    -     Lokasi, bentuk, dan ukuran cacat dapat ditentukan.



                                                108
       Selain kelebihan di atas, metod e ini mempunyai kekurangan yaitu ke ma mpuan
resolusi yang kecil, hanya dapa t memeriksa benda uji dengan ketebalan lebih besar dari
5 mm, kecuali dengan T - R (transmitter-receiver) probe yang mampu memeriksa benda uji
dengan tebal 1 mm.


C. Metode Resonansi
       Resonansi adalah berkaitan dengan sifat         fisik yang dimilikik oleh benda uji karena
dimensinya. Sifat tersebut m e n y e b a b k a n b e n d a u j i bergetar pada frekuensi-diri
ketika didekati suatu benda yang bergetar pada frekuensi tersebut.
       Pada metode ultrasonik, resonansi terjadi ketika panjang lintasan gelombang
merupakan kelipatan setengah panjang gelombang. Jadi resonansi akan terjadi jika:

           d = n .λ/2    atau d = n.V/2f
Dimana
           d = P anjang lintasan gelombang
           n     = Bilangan bulat
           λ = Panjang gelombang
           V = Cepat rambat gelombang bunyi
           f = frekuensi
               Resonansi dipengaruhi oleh bahan, bentuk dan dimensi benda uji. Metode ini
biasanya hanya digunakan untuk pengukuran ketebalan benda uji.


KALIBRASI
               Kalibrasi dilakukan setiap kali sebelum dilakukan pemeriksaan. Tujuan kalibrasi
adalah untuk:
       -       Menentukan karaktaristik operasi peraIatan dan probe.
       -       Memberikan kondisi pengujian yang dapat diu1angi kembali.
       -       Membandingkan t i n g g i dan lokasi echo dari cacat di dalam benda uji dengan
               echo cacat buatan di dalam tes blok.
Sesuai dengan penggunaannya, terdapat beberap macam tes blok:
Blok kalibrasi IIW (K1 atau V1)
Blok DIN 54122 (K2 atau V2)




                                                 109
Blok IOW
Blok acuan ASME
Blok area-amplitude
Blok distance-amplitude


Kalibrasi Pemakaian Normal Probe
            Sesuai dengan tujuan praktikum ini, kalibrasi pemakaian normal probe bertujuan
untuk memperoleh nilai skala pada layar iloskop disesuaikan dengan kondisi pemeriksaan
yang akan dilakukan. Untuk melakukan kalibrasi digunakan blok kalibrasi (K1 atau V1).




                 Gambar 2.58. Peralatan Kalibrasi Pemakaian Probe

            Misal untuk pengujian 200 mm, dan diketahui bahwa layar osiloskop mempunyai
10 skala kearah horisontal, maka:
               Lintasan gelombang daerah pengujia 200 mm
    K=                                           =       = 20 mm/SKT
                     jumlah maksimum skala (SKT) 10 SKT
    s = K.T    atau   T = s/K
dimana:
          T : jumlah skala (SKT)
          s : lintasan gelombang
          K : faktor perhitungan




                                           110
           Selanjutnya dengan nilai K=20 mm/SKT dan kalibrasi dilakukan pada blok
kalibrasi K 1 (V1) , jika ketika probe diletakkan pada:
        1) s = 100 mm, maka echo akan muncul di T = 100/20 = 5 SKT.
        2) s = 200 mm, maka echo akan muncul di T = 200/20 = 10 SKT.


2.9.1.4. Pemeriksaan dengan Normal Probe
        Dalam praktikum ini hanya dibatasi pengenalan pemakaian normal probe, yaitu
untuk mendeteksi dan mengetahui posisi cacat buatan (lubang bor) didalam suatu benda
uji dan mengukur ketebalan suatu benda uji, untuk mendeteksi cacat dapat dilakukan
dengan langkah-langkah sebagai berikut:
  (1)      Melakukan kalibrasi sesuai dengan 5.1.
  (2)      Melakukan pemeriksaan benda uji dengan menggcser-geser probe pada
           permukaan benda uji sampai diperoleh echo cacat (defect echo). Echo cacat akan
           selalu terletak diantara transmitter echo dan back echo.
  (3)      Posisi cacat dapat dihitung, yaitu sebagai hasil perkalian antara faktor K dengan
           jumlah SKT dari posisi    echo cacat pada layar.
           S = K.T (mm)
            = jarak dari permukaan benda uji dengan permukaan cacat.
Hasil pemeriksaan akan nampak seperti ditunjukkan pada gambar




                      Gambar 2.59. Tampilan layar dengan adanya cacat




                                             111
2.9.2. Pengujian Dengan Metode Magnetik Partikel
      Berbagai jenis material seperti: baja, besi cor, alumunium, tembagta, nikel, kayu, dan
kertas didekati oleh magnet alam yang peramanen, maka ada sebagian material yang tertarik
dan sebagian lagi tak terpengaruhi. Dasar tersebut dapat diartika bahwa : besi, nikel dan
kobalt adalah material elektromagnetik.
      Suatu batang magnet dipotong-potong menjadi kecil, maka tiap bagian yang kecil
tersebut masih bersifat magnet yang mempunyai kutub utara dan kutub selatan. Sifat magnet
ini masih dipunyai sampai pada elemen strukturnya yang disebut “Elemen Magnet”
      Material ferromagnet, elemen magnet yang tidak teratur tersebut, mudah diserahkan
melalui magnetisasi. Dan melalui magnetisasi elemen magnet tersebut kembali menjadi tidak
teratur lagi.
      Material non ferromagnetik, dalam magentisasi elemen magnetnya sukar disebabkan
(lihat gambar 2.60) skema dari material yang mengalami magnetisasi




Gambar 2.60. (a). Orientasi.-elemen yang tidak beraturan sebelum magnetisasi
             (b). Orientasi elemen magnet yang searah/teratur, waktu magnetisasi.

Medan Magnet
      suatu batang magnet yang diletakkan diatas kertas dan kemudian ditaburi dengan
serbuk besi, maka pada permukaan kertas akan memperlihatkan garis-garis medan magnet.
Garis medan magnet tersebut tertutup, berjalan dari kutub utara ke kutub selatan.




                                            112
     Pada gambar berikut, menunjukkan bila 2 (dua) batang magnet saling
didekatkan kutub utara dari satu batang magnet dekat dengan kutub selatan dari
batang magnet yang lain. Dari gambar juga diperlihatkan adanya garis-
garis medan magnet bila pada daerah tersebut ditaburi dengan serbuk besi.




     Sekarang bila diantara kedua batang magnet tersebut diletakkan sebuah
batang besi, maka fluk magnetik tambah tinggi, begitu pula kuat medan
magnetnya. Jadi batang besi mempunyai efek dapat menaikkan fluk
magnetik.




     Sekarang akan diperlihatkan medan magnet yang ditimbu1kan oleh
suatu kawat konduktor yang dialiri arus 1istrik. Garis medan magnet yang
ditimbulkan akan berupa 1ingkaran yang mengelilinginya batang tersebut.




                                      113
     Bila dari kawat konduktor tersebut dibuat suatu kumparan, kemudian
dialiri listrik maka garis-garis medan magnet yang terjadi serupa. dengan garis
medan magnet yang ditimbulkan oleh batang magnet.




2.9.2.1. Pinsip Dasar
     Bila medan magnet terdapat dalam suatu benda yang kebetulan terdapat
cacat (crack) dan arah panjangnya tegak lurus dengan arah lintasan
medan magnet, maka lintasan medan magnet akan dibelokkan (leakage filed).
Arah pembelokan seta bentuknva tergantung pada macam dan dimensi dari
cacat.
     Bilamana diatas permukaan benda yang mempunyai cacat tersebut
ditaburi atau disemprot dengan butiran-.butiran yang bersifat magnet,
maka dipermukaan tepat diatas




                                     114
       Metoda magnetic partikel sangat terbatas sekali penggunaannya, yaitu
hanya dapat diterapkan pada benda atau material yang dapat bersifat
ferromagnetic (bila 0). Metoda ini selain dapat mendeteksi cacat diatas
permukaan juga cacat-cacat yang letaknva dekat dibawah permukaan.
       Untuk membuat benda uji bersifat magnetic dapat dilakukan dengan jalan
mengalirkan arus listrik (self circulation), merambatkan medan magnet (joch
magnetizing) atau secara kombinasi dari kedua metoda diatas (lihat gambar 2.61)
prinsip metode magnetic partikel ).




Gambar 2.61(a). .Garis-garis medan magnet tidak terganggu karena tidak
                 ada retak dalam benda.
            (b). Garis-garis medan magnet akan terganggu pada lokasi
                 retak.

METODA MAGNETISASI
       Dikenal beberapa metoda magnetisasi untuk membuat benda uji bersifat
magnet, yaitu :
a. Yoke magnetisasi
   -    magnet tetap
   -    elcktroinagnet
b. Magnetisasi dengan konduktor
   -    memakai kumparan
   -    memakai kabel
c. Current flow (aliran arus)
   -    self current flow
   -    induction current flow
d. Secara kombinasi



                                      115
YOKE MAGNETISASI
      Dalam metoda yoke magnetisasi, benda diletakkan diantara kedua kutub
dari magnet tetap atau elektromagnet.
      Untuk ini arah panjang cacat harus tegak lurus degan garis penghubung
kedua kutub atau dengan perkataan lain cacat harus melintang dengan arah medan
magnet keuntungan dari metoda ini adalah dapat menghindari bagian benda yang
terbatas karena disini tidak ada arus listrik yang mengalir.
      Sistem pemakaian metoda ini seperti terlihat dalam gambar 2.62.




                 Gambar 2.62. Magnetisasi benda dengan Yoke

KURVA HISTERISIS
      Bila besi dikenakan kuat medan H, maka pada besi              tersebut akan
muncul induksi magnet B. Hubungan antara kuat medan H dan induksi
magnet B dikenal dengan larva isterisis. Bila kuat medan H ditambah, maka
induksi magnet B juga bertamb ah b esar yang pada harga tertentu,
walaupun harga H ditambah maka harga B akan konstan. Kondisi ini disebut
dalam keadaan jenuh.
      Sekarang bila harga H kemudian diturunkan, maka harga B juga turun,
akan tetapi saat H =0, maka B tidak sama nol, tetapi B =a. Pada kondisi ini artinya
saat kuat medan tidak ada, akan tetapi induksi magnet masih tetap ada
dalam benda tersebut, ini dikenal dengan remanen. karena masih ada sisa




                                        116
magnet,    maka   bentuk   komponen-komponen        tertentu   setelah   benda
diinspeksi perlu dilakukan dengan. Peristiwa histerisis secara lengkap
sererti tertera dalam gambar


VI . BUTIR MAGNETIK
       Butiran magnetik yang dipakai bisa berupa butiran besi (Fe C) atau
oksida besi (Fo 2 0 3 atau Fe 3 0 4 ). Ukuran butiran (rain) berkisar 60 - 300
µm .
       Pemakaian butiran magnetik dapat dalam keadaan kering (dry method)
atau dalam keadaan basah (wet method). Pada metoda kering permukdaan
benda uji harus kering dan bebas dari minyak/oli.
       Dalam metoda basah, partikel harus dicampur dengan medium cair, air
sebagai medium harus dicampur dengan bahan lain seperti bahan anti karat,
anti buih dan media basah.         .




              Gambar 2.63 . Peralatan Magnetik Partikel




                                       117
2.9.3. Pengujian Dengan Metode Dye Penetrant
       Pemeriksaan dengan penetrant ini dilakukan untuk cacat permukaan (cacat
retak) dan dapat digunakan untuk material metal atau non metal. Sedangkan untuk
cacat yang tidak sampai kepermukaan cara ini tidak dapat dipakai.
       Persyaratan yang diperlukan untuk mendapatkan hasil yang sebaik
mungkin adalah :
• Benda yang diperiksa permukaannya harus bersih terhadap segala macam
    kotoran, minyak, oli, parafin dan lain sebagainya. Dimana kotoran-kotoran
    tersebut akan menutupi cacat yang diperiksa.
• Benda yang diperiksa harus dalam keadaan kering dan tidak keropos
    (porous).
• Kalau permukaan benda dicat, maka hilangkan cat tersebut dengan kertas
    anplas.


I.. Bahan-bahan yang diperlukan
       Sebagai bahan pembersih untuk membersihkan benda yang akan diperiksa dapat digunakan
bensin, acetone atau bahan kimia lain yang bersifat serupa dengan bahan pembersih diatas. Sedangkan
bahan pembersih kedua yang fungsinya untuk membersihkan penetrant yang menempel pada benda
yang diperiksa adalah cairan pembersih (cleanr) dan biasanya dijual bersama satu set dengan penetrant dan
developer.
       Tetapi dapat juga dipakai air hangat, minyak bensin atau acetone atau caira,i lain yang murah
harganya, tidak merusak benda yang diperiksa (menyebabkan berkar,it) dan tidak beracun.
Bahan yang diperlukan untuk pemeriksaan dengan penetrant :
-   Penetrant, ada yang berwarna (merah) atau berpendar (fluorescent) pada
    cahaya lampu ultraviolet
-   Cleaner (pembersh)
-   Developer, berbentuk serbuk atau cairan (serbuk tersebut dilarutkan
    da1am pelarut).
2. Prinsip Kerja
Setelah semua persyaratan diatas dilakukan dilakukan, maka pekerjaan dapat
dimulai



                                                 118
-   Penetrant disemprotkan pada permukaan benda yang diperiksa sehingga
    merata.
Maka penetrant tersebut akan meresap ke dalam cacat pada permukaan dari
benda, kemampuan meresapnya adalah merupakan ukuran sensitifitas. Jikalau
kemampuan meresapnya pada cacat yang kecil adalah baik, maka sensitifitasnya
adalah tinggi dan hal ini dicantumkan dari industri yang menghasilkan penetrant
tersebut sampai batas mana cacat permukaan dapat dideteksi.
-   Biarkan penetrant pada permukaan benda 5-15 menit untuk memberi
    kesempatan meresapnya penetrant pada cacat.
-   Bersihkan     penetrant   tersebut      dengan   bahan    pambersih    dan
    usahakan tak ada penetran pada permukaan benda yang diperiksa.
    Perlu     diketahui   bahwa     tersebut    tetap/tinggal    pada     cacat
    permukaan meskipun penetrant telah bersih ciri permukaan benda
    (lihat gambar)
-   Biarkan permukaan benda mengering dan setelah itu semprotkan
    cairan caveloper. Karena cairan akan mengadakan reaksi dan
    menarik penetrant kepermukaan serta akan memberikan warna
    (merah).




                                      119
Pre-     Apply         Remove




Apply   inspectio




                 120
   2.9.4. Pengujian dengan Metode Eddy Current
          Pengujian tidak merusak diperlukan untuk mengetahui sifat atau keadaan
   suatu bahan atau konstruksi, tanpa harus merusak bahan atau konstruksi yang
   diperiksa. Sebagai contoh, untuk memeriksa ketebalan lapisan cat pada dinding
   pesawat terbang, atau untuk memriksa keretakan halus yang tidak keluihatan
   secara visual, tidak mungkin dilakukan dengan cara memotong atau membongkar
   konstruksi pesawat.     Dalam hal seperti inilah Pengujian Tidak Merusak
   memegang peranan penting.
   Metoda Eddy Current merupakan salah satu dari metoda dari beberapa Pengujian
   Tidak Merusak (Non Destructive Testing; NDT).
   Penggunaan Metoda Eddy Current dalam pengujian bahan/konstruksi meliputi :
   1. Mengukur tebal lapisan pada logam (lapisan non logam dan logam)
   2. Mendeteksi retak
   3. Mengukur konduktivitas
   4. Mengukur ketebalan (terbatas)
   5. Menguji korosi
   6. Menguji cacat material
          Pengujian dengan metoda Eddy Current memiliki beberapa kelebihan
   dibanding metoda NDT lainnya, yaitu :
   1. Tidak memerlukan kontak listrik langsung dengan benda uji
   2. Peralatan Eddy Current dapat dikembangkan untuk pengujian yang cepat dan
      mudah dilaksanakan
   3. Mampu mendeteksi retakan yang terjadi pada lapisan dalam yang terlindung
      oleh lapisan logam lainnya
   4. Pada setiap kali pengujian, lapisan cat/pelindung tidak perlu dihilangkan


2.9. Prinsip Pengujian
   Bila pada benda uji terdapat retakan, maka pada daerah retakan, distribusi EC
   terganggu, sehingga bila probe berada tepat pada retakan, impedansi probe relatif
   lebih besar dibanding kalau probe berada pada bagian yang tidak ada retakannya.




                                           121
                        Indikator meter




                                   Probe

                            Benda Uji

                 Gambar 2.64. Peralatan Pengujian Eddy Current
Dalam pengujian, peralatan EC terlebih dahulu harus dikalibrasi; kita harus tahu,
pada simpangan jarum penunjuk berapa yang bisa diinterpretasikan sebagai ada
tidaknya retakan pada benda uji.
Pada percobaan mendeteksi retakan pada permukaan logam pada posisi probe di
bagian yang tidak ada retakan dianggap sebagai posisi referens. Pada posisi
referens ini harga impedansi dianggap impedansi referens (acuan/standard).
Dalam melacak retakan probe digeser-geser di daerah yang dicurigai ada retakan.
Tepat pada retakan impedansi probe, seketika membesar.
Impedansi yang membesar akan terbaca pada indikator display yang kemudian
dapat diinterpretasikan sebagai retakan.




                                           122
1

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:501
posted:6/11/2012
language:Indonesian
pages:31