1
Test pada Analisa Non-Destructive Test pada Fan Blade Rolls-Royce Tr Trent 700 Engine dengan Metode Ultrasonic Phased Array di PT. PT. GMF GMF AeroAsia Niken Arina Pratiwi Pratiwi dan Prof. Dr. Ir. Aulia Siti Aisjah, M.T. Departemen Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia Indonesia e-mail :
[email protected] [email protected] Abstrak Abstrak — F an blade blade merupakan komponen pada engine turbofan pesawat yang memiliki peran penting yaitu menghasilkan gaya dorong ( thrust ) sebesar 75-85% dari total gaya lade dapat dorong pesawat. Kegagalan pada struktur fan blad berakibat pada terjadinya kegagalan engine hingga timbulnya estr uctive Test (NDT) korban jiwa. Sub-unit Non-D estr (NDT) yang berada di mai ntenance PT. GMF AeroAsia bertugas bawah dinas component mai untuk melakukan tes tidak merusak pada komponen-komponen lade. Pada penelitian ini pesawat, salah satunya yaitu pada fan blad non-destructive uctive test test yang diterapkan dilakukan analisa mengenai non-destr lade R olls-Royce lls-Royce Tr ent 700 E ngine dengan metode pada fan blad ultraso ultr asoni nicc phased phasedarr ay sesuai dengan arahan pada Service Service B ulletin ulletin RB211-72-AH465 yang diterbitkan oleh Rolls-Royce. lade pada mesin Berdasarkan Berdasarkan penelitian ini diperoleh bahwa fan blad turbofan memiliki potensi untuk mengalami fatig fatigue ue crack crack lade yang sangat mengingat kecepatan putaran operasional fan blad tinggi. Metode ultrasonic phased array diterapkan pada inspeksi fan fan bla blad de karena metode ini memakan waktu yang lebih singkat untuk melakukan scanning pada area yang besar serta defect sizing yang dapat dilakukan eal ti me dan lebih mudah. dilakukan secara r eal
K ata ata K unci — fan blade, fatigue crack, Rolls-Royce Trent 700, non — fan destructive test, ultrasonic phased array I. PENDAHULUAN erkembangan bidang transportasi udara mengalami peningkatan yang sangat pesat dari waktu ke waktu. Hal ini dibuktikan dengan semakin banyaknya jumlah maskapai penerbangan dan pengguna jasa transportasi udara baik di dalam negeri maupun luar negeri setiap tahunnya. [1] Peningkatan aktivitas tersebut harus diimbangi dengan usaha untuk menjaga kualitas dari setiap komponen pesawat untuk menjamin keamanan penumpang maupun awak pesawat. Komponen utama pesawat terbang secara umum meliputi beberapa bagian, yaitu kokpit yang menjalankan fungsi komando dan kendali, badan pesawat sebagai tempat bagi penumpang atau kargo, sayap sebagai penghasil p enghasil gaya angkat dan tangki bahan bakar, serta mesin pesawat yang berfungsi menghasilkan gaya dorong. Fungsi vital mesin pesawat sebagai penghasil gaya dorong menuntut PT. GMF AeroAsia sebagai penyedia jasa perawatan p esawat agar memberikan memberikan perhatian lebih dalam hal perawatan dan perbaikan mesin pesawat terbang. Sebagian besar pesawat penumpang komersil yang beroperasi menggunakan mesin dengan jenis turbofan. turbofan. [2]
P
Salah satu bagian penting pada mesin turbofan yaitu fan yaitu fan blade yang berfungsi sebagai low pressure compressor dan pembangkit pembangkit gaya dorong (thrust ) pesawat. Fan blade pada mesin turbofan menghasilkan gaya dorong yang lebih besar dari proses pembakaran di da lam mesin, yaitu sekitar 75-85% dari total gaya dorong pesawat. Peran yang besar ini menyebabkan fan blade pada blade pada mesin turbofan digolongkan turbofan digolongkan sebagai salah satu bagian yang penting pada pesawat terbang dan dituntut untuk senantiasa memiliki kualitas yang baik. [3] Usaha untuk menjaga kualitas fan kualitas fan blade dapat blade dapat dilakukan salah satunya melalui inspeksi non-destructive test. Inspeksi non-destructive test dilakukan terhadap fan blade untuk memastikan bahwa fan blade berada pada kondisi layak terbang. Perintah untuk melakukan inspeksi non-destructive test terhadap semua fan semua fan blade mesin Rolls-Royce Trent seri 700 dikeluarkan oleh EASA ( European Aviation Safety Agency) Agency) pada tahun 2014 dalam bentuk Airworthiness Airworthiness Directive (AD). Penerbitan AD tersebut dilatarbelakangi oleh sebuah kecelakaan pesawat yang terjadi akibat terbakarnya mesin nomor 2 pesawat Airbus A330 pada 16 Mei 2011. Kebakaran ini terjadi akibat kesalahan pada susunan mikrostruktur fan blade dan menyebabkan kekuatan mekaniknya berkurang, sehingga salah satu ujung fan ujung fan blade patah blade patah sepanjang 130 mm ketika berputar dengan kecepatan tinggi. Hilangnya ujung fan blade sepanjang 130 mm kemudian mengakibatkan ketidakseimbangan perputaran fan blade dan menyebabkan terbakarnya mesin. Inspeksi non-destructive test terhadap struktur fan blade perlu dilakukan secara berkala untuk memastikan bahwa fan bahwa fan blade berada blade berada pada kondisi aman untuk dioperasikan dan menghindari terjadinya kecelakaan yang sama. [4] II. PROFIL PERUSAHAAN A. Sejarah singkat perusahaan PT. GMF (Garuda Maintenance Facility) AeroAsia merupakan perusahaan yang memperkerjakan sekitar 2500 karyawan dan berlokasi di Cengkareng, Jakarta, Indonesia. Perusahaan ini merupakan salah satu penyedia fasilitas pemeliharaan pesawat terbesar d i Asia dan melayani berbagai maskapai dari seluruh penjuru dunia. GMF AeroAsia pada awalnya dibentuk sebagai divisi teknik maskapai Garuda Indonesia di Kemayoran dan bandara Halim Perdanakusuma di
2 Jakarta pada tahun 1949. Divisi ini dipindahkan ke Bandara Internasional Internasional Soekarno-Hatta dan mengubah namanya menjadi Divisi Pemeliharaan dan Teknik ( Division ( Division of Maintenance & Engineering ) pada tahun 1984. Divisi Pemeliharaan dan Teknik berubah menjadi Unit Bisnis Strategis ( Strategic Business Unit/ SBU-GMF) SBU-GMF) yang menangani aktivitas pemeliharaan seluruh armada Garuda Indonesia pada tahun 1998. SBU-GMF dipisahkan dari Garuda Indonesia pada tahun 2002 dan secara resmi menjadi anak perusahaan independen di bawah nama PT. Garuda Maintenance Facility AeroAsia yang saat ini dianggap sebagai salah satu perusahaan pemeliharaan pesawat yang terbaik dan terbesar di wilayahnya. [5]
ketebalan, mendeteksi keberadaan cacat, maupun sifat lain dari material. material. [6]
Gambar 2. Prinsip Kerja Ultrasonic Testing
Komponen-komponen yang bekerja pada proses pembangkitan pembangkitan gelombang ultrasonik hingga pembentukan gambar pada layar inspeksi ditampilkan pada Gambar 2.
Gambar 1. Logo Perusahaan PT GMF AeroAsia
B. Visi dan Misi Perusahaan PT. GMF Aeroasia memiliki visi dan misi seperti di bawah ini. ini. 1. Visi “Top 10 MROs in the world in 2020 ” 2. Misi “Menyediakan solusi perawatan pesawat yang terintegritas dan handal untuk keamanan udara dan menjamin kualitas hidup manusia.” [5] manusia.” [5] III. DASAR TEORI DASAR TEORI A. Non-Destructive Non-Destructive Testing (NDT) (NDT) Non-Destructive Non-Destructive Testing (NDT) atau tes tidak merusak merupakan kebalikan dari Destructive dari Destructive Test, yaitu aktivitas tes, uji, evaluasi atau inspeksi terhadap suatu benda atau material untuk mengetahui adanya cacat, retak, atau discontinuity lain tanpa merusak benda tersebut. NDT dilakukan guna menjamin bahwa suatu material masih aman untuk digunakan dan belum melewati toleransi kerusakan (damage ( damage tolerance). tolerance). Tes tidak merusak (NDT) dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai macam metode. Metode nondestructive destructive test yang diterapkan di PT. GMF AeroAsia yakni Magnetic Particle Inspection ( MPI), MPI), Fluorescent Fluorescent Penetrant Inspection (FPI), Radiography Testing (RT), Ultrasonic Testing (UT), Eddy Current Testing (ET), Thermal/Infrared Testing (IR), serta Visual Testing (VT).
Alat Ultrasonic Testing Gambar 3. Komponen Dasar Penyusun Alat Ultrasonic
C. Ultrasonic Phased Array Metode inspeksi ultrasonic phased array merupakan metode ultrasonic testing yang yang menggunakan susunan dari transduser ultrasonik dengan jumlah bervariasi (mulai dari 8 elemen hingga 256 elemen) di dalam satu probe satu probe,, di mana setiap elemen transduser dapat memancarkan dan menerima gelombang ultrasonik secara terpisah. Metode ini diciptakan guna mengatasi keterbatasan metode NDT ultrasonik non-phased array ( single-element single-element probe/monolithic probe/monolithic probe) probe) yang membutuhkan waktu yang lama dalam menginspeksi material dengan volume yang besar. Gelombang ultrasonik pada metode ultrasonic phased array dapat difokuskan dan bergerak secara elektronik untuk menginspeksi suatu area tanpa harus menggerakkan probe. menggerakkan probe. [7]
B. Ultrasonic Testing Prinsip kerja dari metode ultrasonic testing adalah mengirimkan gelombang suara dengan frekuensi tinggi (frekuensi > 20 kHz) ke material dengan menggunakan transduser. Gelombang suara yang melewati material tersebut kemudian ditangkap kembali oleh transduser yang sama ataupun transduser lain. Besarnya energi yang dipancarkan dan diterima serta waktu yang dibutuhkan gelombang suara untuk diterima oleh transduser dapat dianalisa untuk menentukan
di phased array probe Gambar 4. Susunan elemen p iezoelektrik di phased
D. Fan Blade mesin mesin Rolls-Royce Rolls-Royce Trent 700 Rolls-Royce Trent 700 adalah mesin yang dikembangkan dari RB211 dan merupakan varian pertama dari mesin tipe Trent yang diproduksi oleh perusahaan multinasional RollsRoyce. Mesin ini merupakan mesin turbofan yang memiliki 3
3 buah shaft buah shaft dan dan nilai rasio bypass yang tinggi (5:1). Ketiga shaft Ketiga shaft ini dinamakan high pressure shaft, intermediate pressure shaft dan low pressure shaft yang masing-masing menghubungkan sebuah compressor dan turbine. turbine. [8] Compressor yang yang terhubung t erhubung pada low pressure shaft disebut disebut low pressure compressor dengan 26 buah blade blade yang biasa disebut fan blade. Fan blade pada mesin RR T700 dapat berputar hingga kecepatan 3300 rpm pada 100% rpm dan tiap t iap tip atau ujung blade-nya blade-nya dapat mencapai kecepatan supersonic kecepatan supersonic km hingga 1730 / jam. Fan blade pada blade pada mesin mesin RR T700 terbuat dari lapisan titanium alloy alloy (Ti6Al4V) yang bagian dalamnya diisi oleh susunan material yang sama dengan bentuk hollow atau rongga seperti pada Gambar 4. Manufaktur dari fan blade ini dilakukan dengan proses yang disebut Diffusion Bonding-Super Plastic Forming (DB-SPF). [9]
Gambar 6. Diagram alir penelitian [10]
hollow pada fan fan blade Rolls-Royce blade Rolls-Royce Trent 700 Gambar 5. Struktur hollow pada
Impuritas dan partikel asing yang terkandung di dalam struktur internal fan blade dapat memicu terjadinya fatigue crack dan dapat merambat serta menyebabkan failure pada kondisi pengoperasian. Fatigue crack atau retak akibat kelelahan merupakan jenis kegagalan yang terjadi akibat pembebanan berulang pada material, material, meskipun nilai pembebanan yang diberikan diberikan di bawah ultimate tensile strength maupun yield maupun yield strength strength.. Besarnya energi kinetik yang dihasilkan oleh fan oleh fan blade pada blade pada kecepatan penuh mengakibatkan fatigue crack sangat berpotensi untuk terjadi. Inspeksi dilakukan untuk mendeteksi adanya baby crack yang berukuran lebih dari damage tolerance untuk mengeliminasi mengeliminasi kemungkinan terjadinya failure terjadinya failure pada pada saat engine dioperasikan. dioperasikan. [9]
A. Persiapan alat inspeksi inspeksi Tahapan ini bertujuan untuk mempersiapkan peralatan yang diperlukan untuk melaksanakan inspeksi, antara lain ultrasonic probe, wedge housing, flexible wedge, wedge, OmniScan, scanning frame, scanning arm, allen key, spidol, penggaris, serta couplant. Penentuan frekuensi probe yang digunakan dalam inspeksi ultrasonic phased array mengikuti standar dari American Society for Testing and Materials Materials (ASTM) E587-15 bahwa ukuran cacat yang akan dideteksi harus lebih besar dari setengah panjang gelombang ultrasonik yang digunakan. [11] Kalimat tersebut secara matematis dapat dituliskan dalam bentuk persamaan persamaan (1) hingga (3).
IV. METODOLOGI PENELITIAN Inspeksi fan blade mesin RR T700 dilakukan sesuai arahan dari Rolls-Royce pada Service Bulletin dengan nomor RB211-72-AH465. Service bulletin ini menyebutkan bahwa mesin yang telah beroperasi lebih dari 2400 cycle sejak waktu inspeksi terakhir harus melalui proses inspeksi ulang untuk memastikan kelayakan terbang sebelum dapat beroperasi kembali. Proses inspeksi yang harus dilakukan pada fan blade sesuai pada service bulletin menggunakan metode ultrasonic phased array untuk memastikan bahwa tidak terdapat cacat yang melebihi damage tolerance yang ditentukan. ditentukan. [10]
di mana
>> >
(1)
(2)
(3)
: d = diameter cacat (mm) = panjang gelombang ultrasonik (nm) = kecepatan gelombang ultrasonik ( = frekuensi gelombang ultraasonik (MHz)
⁄)
Gelombang longitudinal memiliki kecepatan rambat bunyi yang berbeda dengan gelombang transversal, yaitu sekitar dua kali lebih cepat. Kecepatan rambat gelombang bunyi baik longitudinal maupun transversal dalam suatu material dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan yang melibatkan sifat-sifat mekanik dari material. Kecepatan rambat gelombang longitudinal di dalam suatu material dapat diperoleh menggunakan persamaan (4) di bawah ini.
) +(−) − = (+)( )(− −))
(4)
4 di mana
:
⁄ ⁄.)
= kecepatan gelombang longitudinal ( ) = modulus elastisitas (Pa) = rasio Poisson = massa massa jenis material material ( Nilai modulus elastisitas (E), massa jenis/densitas jenis/densitas (ρ), dan rasio Poisson (µ) diperoleh dari Tabel 3.9 sehingga perhitungan kecepatan gelombang longitudinal longitudinal dapat dilakukan.
Pa (−,) = . ,×(+, (+,)(− )(−(, (,)) )) Pa (−,) = . , ×(+, (+,)(− )(−(,(,)) Pa = , ,× 39,39,8358856 == √6313, ×10 87 ⁄
ditentukan. Parameter selain frekuensi yang harus ditentukan untuk melakukan inspeksi ultrasonic phased array adalah sudut kemiringan probe probe atau sudut kemiringan wedge yang digunakan. Terdapat hal-hal yang harus diperhatikan dalam pengaturan sudut inspeksi, inspeksi, salah satunya adalah fenomena mode conversion conversion guna menentukan batas minimum dan maksimum sudut datang yang diperbolehkan untuk melakukan inspeksi ultrasonic phased array. Fenomena mode conversion conversion menyebabkan dua bentuk gelombang yang berbeda merambat di dalam material inspeksi sehingga proses inspeksi tidak akan dapat dilakukan. Sudut datang diatur sedemikian rupa menurut Snell’s law sehingga hanya ada satu bentuk gelombang yang merambat di dalam material, yaitu shear wave, wave, agar hasil inspeksi dapat diamati dengan baik. Kondisi ini berada di antara first antara first critical angle dan second critical critical angle. angle. [11] a. First critical critical angle
Kecepatan rambat gelombang transversal di dalam suatu material dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan (5) di bawah ini.
di mana
:
= (+)
(5)
⁄ ⁄.)
= kecepatan gelombang transversal ( ) = modulus elastisitas (Pa) = rasio Poisson = massa massa jenis material material ( Nilai modulus modulus elastisitas elastisitas (E), massa jenis/densi jenis/densitas tas (ρ), dan rasio Poisson (µ) yang digunakan sama seperti pada perhitungan kecepatan rambat gelombang longitudinal longitudinal ( ) sehingga perhitungan kecepatan ra mbat gelombang transversal ( shear shear ) dapat dilakukan.
Pa = (. × )(+ )(+,,) ) == √3. 09,996,,587792 × 10 ⁄ 4 160 ⁄ ≅ 3.100
Ukuran cacat terkecil yang harus dapat terdeteksi oleh ultrasonic phased array menurut service bulletin yang diterbitkan diterbitkan oleh o leh Rolls-Royce adalah sebesar 0,3 mm. Frekuensi gelombang ultrasonik minimal yang harus dihasilkan oleh transduser untuk dapat mendeteksi cacat terkecil ini dapat diperoleh melalui pertidaksamaan (3).
> 2 3.100 ⁄ > 2(0,3×10− ) > 5,167
Pertidaksamaan di atas menunjukkan bahwa frekuensi transduser yang digunakan pada inspeksi ini (10 MHz) memenuhi syarat untuk mendeteksi ukuran cacat terkecil yang
b.
sin90°∅ = sin90°∅ = 6313, 1000387⁄ ⁄ ∅∅ == 0,9,115841367° sin90°∅ = sin90°∅ = 3100 1000 ⁄⁄ ∅∅ == 0,18,33258 819°
Second critical angle
Besarnya sudut yang datang pada material titanium alloy harus berada di antara 9,1136˚ dan 18,819˚ berdasarkan pada perhitungan di atas. Sudut inspeksi sebesar 45˚ digunakan agar cacat dapat terdeteksi dengan baik berdasarkan potensi ukuran dan orientasi cacat pada struktur fan blade. blade. [12] Wedge pada special tool yang digunakan pada inspeksi ini memiliki memiliki sudut sebesar ±13˚. Sudut wedge ini diatur pada nilai tersebut untuk memenuhi sudut inspeksi sebesar sebesar 45˚ dengan menggunakan hukum Snell seperti berikut ini.
B. Pengecekan sistem sistem
sin90∅ = sin45∅ = 3100 1000 ⁄⁄ ∅∅ == 0,13,2281185° ∅ ≈ 13°
Pengecekan sistem dilakukan menggunakan working standard untuk memastikan bahwa seluruh 64 elemen pada
5 probe array memiliki sensitivitas yang seragam. Working standard merupakan plat titanium alloy dengan ukuran 200x120x6,5 mm. C. Kalibrasi probe probe Sensitivitas probe dikalibrasi menggunakan notch sepanjang 1 mm dengan kedalaman 0,5 mm yang terdapat di setiap slot pada working standard . Inspeksi notch diilustrasikan pada Gambar (6) di bawah ini.
inspeksi notch pada pada slot 6 mm oleh Gambar 7. Tampak samping dari inspeksi notch probe
D. Inspeksi fan blade dengan metode ultrasonic ultrasonic phased array array Inspeksi dilakukan pada 26 buah fan blade pesawat blade pesawat Airbus A330 untuk memastikan bahwa tidak terdapat cacat di luar batas toleransi pada struktur fan blade dengan mengikuti tahapan-tahapan yang tertera pada service bulletin RB211-72 AH465. AH465.
inspeksi fan blade Gambar 9. Area inspeksi fan
Scanning dilakukan dilakukan pada area fan area fan blade seperti pada Gambar 8 dengan cara memposisikan scan arm holder pada indeks pertama hingga ke-enam untuk kedua sisi fan sisi fan blade ( suction suction dan pressure). pressure). Inspeksi dilakukan secara bergantian terhadap ke-26 fan ke-26 fan blade mesin Rolls-Royce Trent 700. V. HASIL DAN PEMBAHASAN
Posisi scan arm holder yang benar saat benar saat melakukan Gambar 8. Posisi scan scanning
Gambar 7 mengilustrasikan posisi scan arm holder yang benar untuk melakukan scanning melakukan scanning pada posisi indeks pertama. Probe digerakkan Probe digerakkan dari tip ke root (untuk sisi concave) concave) atau dari root ke tip (untuk sisi convex) convex) setelah mengaplikasikan couplant yang cukup di permukaan fan blade. Scanning dilakukan dengan menggerakkan probe dengan tekanan yang kuat dan kecepatan tidak lebih dari 90 mm/s. Kecepatan scanning Kecepatan scanning lebih dari angka tersebut akan mengakibatkan munculnya garis hitam pada display OmniScan akibat data tidak terekam. Sedangkan apabila tekanan yang diberikan kurang kuat dan sinyal permukaan material tidak berada di dalam interface gate extent , gelombang ultrasonik tidak dapat disalurkan ke dalam material atau akan menyebabkan kesalahan penampilan lokasi defect .
Penggunaan ultrasonic phased array sebagai metode untuk mendeteksi cacat pada fan pada fan blade salah satunya bertujuan untuk memudahkan proses defect sizing, yaitu kegiatan untuk menentukan ukuran atau dimensi ketika terdapat indikasi cacat di dalam material fan blade. blade. Defect sizing pada metode ultrasonic phased array ditunjang menggunakan berbagai macam data presentation (penyajian data) yang dapat diamati, diamati, antara lain A-Scan, C-Scan, S-Scan, dan B-Scan. A-Scan merupakan penyajian data yang menampilkan grafik nilai amplitudo relatif sebagai sumbu y dan waktu/jarak tempuh sebagai sumbu x. Nilai amplitudo relatif dinyatakan dalam persen dan diperoleh melalui perbandingan amplitudo sinyal yang diterima dengan nilai amplitudo sinyal saat alat dikalibrasi. A-Scan diperlukan untuk menentukan rejection material inspeksi. Rejection inspeksi. Rejection criteria criteria yang diberikan oleh RollsRoyce untuk fan blade RR T700 adalah sebesar 60% screen height , di mana nilai 100% screen 100% screen height didefinisikan sebagai amplitudo gelombang ultrasonik yang diterima oleh transduser pada saat mendeteksi cacat terkecil pada working standard, yakni sebesar 0,3 mm. S-Scan merupakan salah satu jenis display yang menyajikan data dalam bentuk tampilan dari sudut pandang probe dari hasil pemrosesan terhadap sinyal amplitudo dan pengukuran waktu yang diperlukan bagi sinyal tersebut dari untuk kembali dipantulkan pada transduser . Display S-Scan menampilkan gambaran struktur fan struktur fan blade dari arah 45˚ pada inspeksi ini. S-Scan digunakan untuk menentukan kedalaman dari crack yang ditemukan pada proses defect sizing .
6 Display Display dalam bentuk C-Scan menyajikan data berupa tampak atas dari seluruh permukaan yang telah di- scan scan sejak tombol start tombol start ditekan. ditekan. C-Scan merupakan hasil dari pemrosesan data amplitudo dan waktu tempuh sinyal, sama seperti S -Scan. C-Scan dapat digunakan untuk menentukan lokasi dari defect dari posisi awal scanning dilakukan. Display C-Scan diamati untuk mengamati ada atau tidaknya cacat di akhir proses scanning pada scanning pada satu posisi indeks.
Indikasi defect berada defect berada pada posisi posisi 300 mm atau 30 cm dari titik awal inspeksi dilakukan dilihat dari sumbu x pada display C-Scan. Diameter indikasi defect yang ditemukan berdasarkan tampilan tersebut adalah sekitar 10 mm.
Gambar 10. Tampilan C-Scan saat scanning selesai dilakukan pada posisi indeks ke-empat ke-empat
Indikasi adanya cacat di dalam struktur sisi concave fan concave fan blade blade ditemukan di posisi indeks ke-4 pada tampilan C-Scan seperti yang ditampilkan pada Gambar 9. Kursor horizontal dan kursor vertikal diarahkan sehingga perpotongan antara keduanya berada di posisi indikasi defect pada defect pada tampilan tampilan C-Scan C-Scan sehingga didapatkan tampilan A-Scan dan S-Scan pada posisi tersebut guna melakukan defect sizing . Tampilan layar OmniScan ketika kursor diarahkan pada indikasi defect ditunjukkan pada Gambar 10.
Gambar 13. Tampilan S-Scan setelah kursor diarahkan p ada indikasi defect
Pengamatan kemudian dilakukan terhadap hasil sectorial hasil sectorial scan (S-Scan). Kedalaman dari indikasi defect dapat diketahui melalui pengamatan terhadap sumbu y yang menyatakan kedalaman dari material uji pada S-Scan. Indikasi defect yang ditemukan mulai ada pada kedalaman sekitar 4 mm bila d iukur dari sinyal permukaan atas fan atas fan blade. blade. Kedalaman defect diukur dari titik teratas defect kurang lebih sebesar 5 mm.
Display OmniScan saat kursor diarahkan p ada indikasi Gambar 11. Display OmniScan cacat pada C-Scan
Pengarahan kursor horizontal dan vertikal pada indikasi defect akan akan secara otomatis mengubah tampilan A-Scan dan SScan sehingga menampilkan display pada saat melakukan scanning di posisi yang sama dengan kursor. Tampilan C-Scan, S-Scan, dan A-Scan di layar OmniScan setelah kursor diarahkan pada indikasi defect ditunjukkan oleh Gambar 11, Gambar 12, dan Gambar 13 secara berturut-turut.
Gambar 12. Tampilan C-Scan setelah kursor diarahkan p ada indikasi defect
Gambar 14. Tampilan A-Scan setelah kursor diarahkan pada indikasi defect indikasi defect
Pengambilan keputusan reject dilakukan melalui pengamatan terhadap sinyal yang ditampilkan pada A-Scan. Pada service bulletin disebutkan bahwa penginspeksi diinstruksikan diinstruksikan untuk melakukan rejection jika rejection jika sinyal amplitudo amplitudo relatif menunjukkan angka di atas 60%. Amplitudo relatif dari sinyal defect mencapai angka 180% berdasarkan Gambar 13, sehingga rejection harus dilakukan terhadap fan terhadap fan blade.
7 VI. KESIMPULAN Kesimpulan yang dapat diambil dari hasil ker ja praktik ini adalah sebagai berikut: 1. Blade pada fan mesin turbofan turbofan berpotensi untuk mengalami fatigue crack (retak akibat kelelahan), yang terjadi akibat pembebanan secara berulang pada suatu material, meskipun beban tersebut berada di bawah nilai yield strength material. strength material. Crack dengan ukuran yang sangat kecil pada fan blade dapat berakibat fatal (dapat menyebabkan fan blade patah hingga mesin yang terbakar) karena fan karena fan blade mesin turbofan bekerja turbofan bekerja dengan dengan kecepatan yang sangat tinggi. 2. Non-destructive Non-destructive testing dengan metode ultrasonic phased array digunakan untuk melakukan inspeksi pada fan pada fan blade karena metode ini membutuhkan waktu yang lebih singkat untuk melakukan scanning pada area yang besar dibandingkan metode ultrasonic testing konvensional. Defect sizing juga dapat dilakukan secara real time dan lebih mudah. 3. Inspeksi fan blade pada mesin Rolls-Royce Trent 700 dilakukan berdasarkan Service Bulletin RB.211−72−AH465 yang diterbitkan oleh Rolls-Royce. Hal yang perlu diperhatikan dalam melakuakan inspeksi dengan metode ultrasonic phased array yaitu frekuensi gelombang ultrasonik yang digunakan dan sudut probe ultrasonik. Frekuensi gelombang ultrasonik yang diperbolehkan berdasarkan ukuran cacat terkecil yang harus dapat dideteksi yaitu 5,167 MHz. Besarnya sudut probe probe yang digunakan untuk inspeksi agar cacat dapat dideteksi dengan baik yaitu berdasarkan perhitungan berdasarkan dengan menggunakan hukum Snell. 4. Defect sizing pada metode inspeksi ultrasonic phased array dapat dilakukan dengan bantuan tampilan data AScan, C-Scan dan S-Scan. S-Scan. A-Scan memberikan data berupa grafik amplitudo gelombang yang ditangkap terhadap waktu, C-Scan C-Scan menampilkan tampak atas komponen uji, sedangkan S-Scan S-Scan memberi tampilan dari sudut pandang probe inspeksi. Rejection Rejection dilakukan apabila amplitudo sinyal defect pada display A-Scan melebihi nilai 60%. C-Scan C-Scan dan S-Scan S-Scan diamati guna menentukan letak dan kedalaman defect.
13°
DAFTAR PUSTAKA DAFTAR PUSTAKA [1] Badan Pusat Statistik, "Jumlah Penumpang yang Berangkat pada Penerbangan Internasional di Bandara Utama Indonesia, 2006-2017 (Orang)," 17 January 2017. [Online]. Available: https://www.bps.go.id/li https://www.bps.go.id/linkTableDinamis nkTableDinamis/view/id/813. /view/id/813. [Accessed [Accessed 23 June 2017]. [2] T. Benson, Benson, "Ultra-Efficient "Ultra-Efficient Engine Engine Technology," 12 June 2014. [Online]. Available: https://www.grc.nasa.gov/WWW/k12/UEET/StudentSite/en 12/UEET/StudentSite/engines.html. gines.html.
[3] National Aeronautics Aero nautics and Space Administrat Ad ministration ion (NASA), "Turbofan Engine," 5 May 2015. [Online]. Available: https://www.grc.nasa.gov/www/k12/airplane/aturbf.html. 12/airplane/aturbf.html. [Accessed 23 June 2017]. [4] Air Accident Investigation Bureau of Singapore, "Final Report Airbus A300-343, Registration B-HLM Engine Fire Event 16 May 2011," Ministry of Transport Singapore, 2014. [5] PT. Garuda Maintenance Facility AeroAsia, "GMF AeroAsia," 30 January 2013. [Online]. Available: http://www.gmf-aeroasia.co.id/about-gmf/. [Accessed 10 June 2017]. [6] Collaboration Collaborat ion for for NDT Education, "NDT Education Resource Center," 2014. [Online]. Available: https://www.ndeed.org/GeneralResources/Me ed.org/GeneralResources/MethodSummary/Me thodSummary/MethodSum thodSum mary.htm. [Accessed [Accessed 17 Juni 2017]. [7] Olympus, "Phased "Phased Array Tutorial," Tutorial," 2017. [Online]. Available: http://www.olympus-ims.com/en/ndttutorials/phased-array/. tutorials/phased-array/. [Accessed 19 June 2017]. [8] Rolls-Royce, Rolls-Royce, "Trent 700 700 infographic," infographic," 2017. [Online]. [Online]. Available: https://www.rollsroyce.com/~/media/Files/R/RollsRoyce/documents/civil-aerospace-downloads/trent-700infographic.pdf. infographic.pdf. [Accessed 22 June 2017]. [9] P. Spittle, Spittle, "Gas "Gas turbine turbine technology," Physics technology," Physics Education, pp. 504-511, 2003. [10] Rolls-Royce, RB211 Rolls-Royce, RB211 Trent 700 Series Series Propulsion Propulsion System Non-Modification Service Service Bulletin, Bulletin, Derby, 2013. [11] ASTM International, Standard Practice for Ultrasonic Angle-Beam Contact Testing, West Conshohocken, Pennsylvania, Pennsylvania, 2015. [12] The South West School of Non-Destructive Testing, Training Handbook of Ultrasonic Phased Array Consulting NDT Level 3 Engineer, 2010. BIODATA PENULIS Penulis bernama Niken Arina Pratiwi, lahir di Lamongan, 13 November 1997. Merupakan anak kedua dari tiga bersaudara. Penulis telah menempuh pendidikan formal, yaitu di SD Islam Roushon Fikr Jombang, SMP Negeri 1 Jombang, SMA Negeri 3 Jo mbang. Setelah lulus dari SMA, penulis melanjutkan pendidikan S1 di Departemen Teknik Fisika FTI-ITS. Penulis mengambil bidang minat rekayasa instrumentasi dan kontrol. Selama kuliah, penulis aktif di beberapa organisasi, antara lain BEM FTI-ITS dan menjadi asisten Laboratorium Simulasi dan Komputasi Teknik Fisika ITS. Bagi pembaca yang memiliki memiliki kritik, saran, atau ingin berdiskusi lebih lanjut mengenai penelitian ini, maka dapat menghubungi penulis melalui e-mail:
[email protected]
