UTS 2015 1.
Tentang ASTM E44/45 ASTM E44/45 adalah standar ASTM yang mengk lasifikasikan tipe, jumlah dan distribusi nonmetallic inclusion (NMI) di dalam baja (ie: FeS, Fe 4P) sebagai inherent defect yang hadir saat proses pembuatan baja, dengan memakai metode pengujian makroskopik dan mikroskopik. Metode ini dapat dijabarkan secara singkat sbb: 1. makroskopik metode ini akan menentukan inklusi melalui uji macroetch, patahan, step-down dan uji magnetic particle. Pengujian ini baik sekali dipakai untuk menentukan inklusi yang besar dan tidak cocok jika kita akan menentukan inklusi yang lebih kecil dari 0,4mm (length). Untuk melihat hasil uji ini memakai visual atau memakai alat bantu lain pada perbesaran yang rendah (ie: lup). Macroetch indicate inclusion content and distribution, usually in the cross section or transverse to the direction of rolling or forging. Fracture determine the presence and location of inclusions as shown on the fracture of hardened slices approximately 9 to 13 mm (3 ⁄8 (3 ⁄8 to 1⁄2 in.) thick. Step down determine the presence of inclusions on machined surfaces of rolled or forged steel MPI is a variation of the step-down method for ferromagnetic materials in which the test sample is machined, magnetized, and magnetic powder is applied Kelebihan: a. facilitate the examination of specimens with large surface areas. b. quickly prepared by machining and grinding. A highly polished surface is not necessary. Kekurangan a. b. c.
2.
do not distinguish among the different inclusion shapes not suitable for the detection of small globular inclusions or of chains of very fine elongated inclusions. can lead lead to incorrect interpretation of microstructural features such as streaks streaks of retained austenite, microsegregation, or carbides in certain alloys; this is particularly likely if high magnetization currents are employed. Contoh pengambilan sampel:
mikroskopik metode ini akan mengkategorikan inklusi berdasarkan kesamaan dalam morfologi dan tidak bergantung kepada tipe unsur kimia yang dimiliki oleh baja sebagai hasil deoksidasi ataupun akibat limited solubility di baja. Inklusi ini akan dikategorikan berdasarkan ukuran, bentuk,
konsentrasi dan distribusi serta penentuan tipe unsurnya secara umum (A-Sulfide, B Alumina, C-Silicate ataupun D-Globular Oxide). Metode ini tidak ditujukan untuk assessment jumlah inklusi yang timbul akibat dari luar (ie: refraktori ataupun slag yang terperangk ap) begitu juga tidak untuk penentuan rating berdasarkan jumlah karbida, karbonitrida, nitride, boride atau fasa intermetalik. Metode yang dipakai: 1. Metode A (Worst Fields) 2. Metode B (Panjang inklusi) 3. Method C (Oxides and Silicates) uses the SAE chart. 4. Method D (Low Inclusion Content) 5. Method E (SAM Rating) use charts based on the JK chart Kelebihan: 1. 2.
can be characterized as to their size, type, and number. Extremely small inclusions can be revealed
Kekurangan: individual rating fields are very small (0.50 mm2). 2. Jenis cacat (berdasarkan posisi dan awal munculnya cacat) Cacat pada material dapat dikelompokkan berdasarkan pada 1.
Posisi, yang dikategorikan menjadi a. Surface defect b. Dimensional defect c. Structural discontinuities d. Defect properties (mechanical dan chemical)
2. Awal munculnya cacat, yang terkait pada proses manufaktur terkait pada material. Proses Primer (Casting): Inklusi, porositas, shrinkage, pipe, blowhole, burning, deformasi, segreagasi, shear dan hot cracks o Proses Sekunder (Machining): scratch, surface roughness, grinding Crack, surface roughness o Proses Pembentukan (Forming): Crack, Fracture, Barreling, Lap, Stringer, Orange Skin o Proses Tersier (Joining): Undercut, underfill, overlap, IP (incomplete penetration), IF (incomplete fusion), inter-run fusion, porosity, slag inclusion, solidification crack, hydrogen crack, etc. o Proses Finishing (Heat and Surface Treatment): Fissure, distorsi, kekerasan tidak tercapai. o
3. Apakah prinsip pengujian eddy current (ECT) sama dengan MPI? Pengujian Eddy Current dengan MPI itu sangat berbeda walaupun dalam hal pembangkitan magnetnya sama. Dalam MPI, serbuk logam dipakai sebagai acuan untuk memunculkan adanya indikasi cacat sedangkan ECT memakai interaksi antara sistem pemeriksaan yang membangkitkan medan electromagnet dan BK yang diperiksa. Tabel dibawah ini menunjukkan perbedaan antara kedua metode secara singkat: Keterangan Code Pemunculan cacat APlikasi Sensitivitas Aksesabilitas Time Consuming Tolerability Posisi Cacat yang dideteksi
MPI ASME Sect V article 7 Serbuk logam
ECT ASME Sect V article 26 Interaksi antara medan EM dan bk
Feromagnetik Bergantung pada besarnya medan magnet Tergantung pada penaburan serbuk Singkat Bergantung pada pengamatan visual Surface and sub-surface
Feromagnetik dan Diamagnetik Tinggi, ditentukan oleh frekuensi yang digunakan (skin effect) Tergantung pada penempatan probe Singkat Bergantung pada pembacaan alat All position selama material kalibrasi dapat dibuat.
Gambar…
4. Jelaskan Apakah bisa MPI digunakan untuk mendeteksi cacat pada baja mangan? Baja mangan atau nama lainnya manganalloy adalah tipe baja non-magnetik yang memiliki ketahanan pada abrasi dan sering dipakai pada terali penjara. Fasa pada temperature kamar yang dimiliki oleh baja mangan pada umumnya adalah austenite, dan karena itulah baja ini bertipe diamagnetic. Dasar pemuculan cacat pada teknik MPI adalah melakukan magnetisasi pada b.k yang dapat dimagnetisasi atau bersifat feromagnetik dan cacat dideteksi melalui serbuk besi yang ditaburkan. Sehingga jika teknik ini dipakai, maka cacat tidak akan muncul dan yang terjadi hanyalah pemusatan serbuk besi pada medan magnet yang ada. 5. Cacat seperti apa yang bisa dideteksi oleh PT ? PT dapat diterapkan untuk memeriksa cacat yang terdapat di permukaan pada semua jenis material asalkan tidak porous. Terkait dengan adanya porous, maka material yang tidak terdeteksi cacatnya oleh teknik ini adalah: a. Components with rough surfaces, such as sand castings, that trap and hold penetrant. b. Porous ceramics c. Wood and other fibrous materials. d. Plastic parts that absorb or react with the penetrant materials. e. Components with coatings that prevent penetrants from entering defects. Sehingga cacat permukaan yang dideteksi oleh teknik ini antara lain: a. Rolled products-- cracks, seams, laminations. b. Castings--cold shuts, hot tears, porosity, blow holes, shrinkage. c. Forgings – cracks, laps, external bursts. d. Welds – cracks, porosity, undercut, overlap, lack of fusion, lack of penetration 6. Apa dasar dalam pemilihan metode NDT untuk mendeteksi cacat ? 1. 2. 3. 4.
Tolerability Sensitivity Accesability Time Consuming
7. Indera pada manusia selain visual yg dapat digunakan untuk ndt ? 1. 2. 3. 4.
hearing (audioception) = pengukuran kualitatif vibration dengan tongkat ukur taste (gustaoception) = smell (olfacoception or olfacception) = pengukuran kualitatif and touch (tactioception)
8. Perbedaan DT dan NDT: DT: Advantages 1. Measurements are direct and reliable 2. Quantitative measurements 3. Direct correlation between test measurements and material properties Limitations 1. 2.
Tests are not made on the objects directly. Hence need to prove correlation between the sample specimen used and object. A single test may measure only one or few of the properties
3. 4. 5. 6.
In-service testing is not possible Measurement of properties over a cumulative period of time cannot readily be possible Preparation of the test specimen is costly Time requirements are generally high
NDT Advantages 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Tests are done directly on the object 100% testing on actual components is possible Many NDT methods can be applied on the same part can be measured. In-service testing is possible Repeated checks over a period of time are possible Very little preparation is sufficient Most test methods are rapid
hence
many or all properties of interest
Limitations 1. 2. 3. 4. 5.
Measurements are indirect Reliability to be verified Qualitative measurements Measurements can also be done quantitatively Skilled judgment and experience are required to interpret indications
T: Keuntungan 1. Pengukuran bersifat langsung dan dapat diandalkan 2. Pengukuran kuantitatif 3. Korelasi langsung antara pengukuran uji dan sifat material Keterbatasan 1. Pengujian tidak dilakukan pada objek secara langsung. Oleh karena itu perlu dibuktikan adanya korelasi antara spesimen sampel yang digunakan dan objek. 2. Sebuah tes tunggal hanya bisa mengukur satu atau beberapa sifat 3. Pengujian in-service tidak mungkin dilakukan 4. Pengukuran sifat selama periode kumulatif waktu tidak dapat dengan mudah dimungkinkan 5. Persiapan benda uji sangat mahal 6. Persyaratan waktu umumnya tinggi NDT Keuntungan 1. Pengujian dilakukan langsung pada objek 2. Pengujian 100% pada komponen sebenarnya dimungkinkan 3. Banyak metode NDT dapat diterapkan pada bagian yang sama maka banyak atau semua sifat kepentingan dapat diukur. 4. Pengujian in-service adalah mungkin 5. Cek berulang selama periode waktu mungkin dilakukan 6. Persiapan yang sangat sedikit sudah cukup 7. Sebagian besar metode uji cepat Keterbatasan 1. Pengukuran tidak langsung 2. Reliabilitas harus diverifikasi 3. Pengukuran kualitatif 4. Pengukuran juga bisa dilakukan secara kuantitatif 5. Penilaian dan pengalaman yang terampil diperlukan untuk menafsirkan indikasi
Metode NDT dipakai di industry untuk beberapa kepentingan agar produksi tetap tinggi, contohnya di PT Pusri Palembang a. Maintenance Kegiatan maintenance (predictive, preventive dan curative) membutuhkan dukungan dari analisa pemeriksaan NDT (LAB NDT) sehingga dapat menjamin peralatan pabrik bekerja secara HANDAL. Dimana kehandalan (reliability) ditentukan oleh factor produktivitas dan umur pakai. DEngan adanya analisa NDT secara berkala dengan Quality Assurance dan melakukan Failure Analysis pada beberapa kejadian kegagalan peralatan, maka kegiatan maintenance dapat lebih terencana untuk melakukan penggantian peralatan dan unscheduled shutdown berulang dapat terhindari. b. Mencegah peralatan “berhenti mendadak” / unscheduled shutdown c. Menaikkan produktivitas melalui penyempurnaan / modifikasi proses berdasarkan hasil pemeriksaan secara rutin / terjadwal. d. Membantu Quality Control pada pembelian peralatan
Komponen turbin berbasis nikel dalam hal ini sudu turbin sebagai bagian dari rotor, dapat memakai MPI untuk mendeteksi cacat. Sudu turbin bekerja pada temperature dan putaran yang tinggi sehingga jenis cacat yang terjadi adalah hot crack. Karena paduan berbasis nikel adalah tipe magnetik dan jumlahnya sangat banyak serta membutuhkan keputusan secara cepat dan terlihat langsung, maka pemeriksaan dengan MPI lebih dipilih dibandingkan dengan PT. Gambar ….
Melihat dari prinsip uji maka kedua metode ini memiliki perbedaan walaupun dalam source pemeriksaan sama2 memakai pengaruh medan magnet. Pada MPI, induksi medan magnit (baik dengan Yoke ataupun electromagnet) dipakai sebagai sumber pemeriksaan dan serbuk besi sebagai indicator jika cacat ditemui pada material. Karena bergantung kepada serbuk yang ditaburkan maka cacat yang dapat ditemui hanya pada area permukaan dan sub-permukaan. Sedangkan pada MFL, induksi medan magnet yang dipunyai probe berinteraksi dengan b.k yang diperiksa, dan jika defect ditemui dan sesuai dengan kalibrasi cacat yang dibuat sebelumya, maka defect tersebut terdeteksi sebagai cacat.
Material dengan proses pembuatan melalui jalur PM memiliki karakteristik porositas yang tidak bisa dihindari dan sebagai induced defect pada b.k. Untuk menentukan derajat keberterimaan part produk hasil PM berdasarkan cacat yang dimiliki, dapat dilihat dari besaran fisik sbb: 1. Panjang
Sesuai dan tidak sesuai panjang merupakan tipe cacat geometri. Jika benda hasil PM berukuran kecil, pengukuran bias dilakukan memakai jangka sorong ataupun jika butuh kepresisian tinggi (ie: gear) bias memakai EDM (Electronic Distance Measurement) 2. Berat Ohaus Scale 3. Apparent Density Accoustic wave tester 4. Hardness Micro Hardness 5. Geometri Mikroskop
1. 2. 3. 4.
hearing (audioception) = pengukuran kualitatif vibration dengan tongkat ukur taste (gustaoception) = smell (olfacoception or olfacception) = pengukuran kualitatif and touch (tactioception)
Pemeriksaan tidak merusak banyak sekali metodenya yang dibedakan berdasarkan karakteristiknya. Untuk memilih metode yang tepat untuk pemeriksaan NDT didasarkan pada: 1. Sensitivitas, seberapa kecil suatu cacat dapat dideteksi (diidentifikasi) oleh suatu metode PTM tertentu. Ie: Mikroskop: Resolusi 2. Aksesabilitas, seberapa mudah suatu metode NDT dapat menjangkau posisi pemeriksaan ( benda kerja yang akan diperiksa) 3. Daya resolusi, seberapa besar suatu cacat di tolerir oleh si perencana atau nama lainnya adalah tolerability. 4. Seberapa lama waktu yang diperlukan
Pemeriksaan dengan cairan penetrant diupayakan memunculkan flaws yang terdapat di permukaan ataupun di sub surface dalam kondisi terbuka. Terkait dengan hal ini, dibutuhkan karakteristik permukaan yang bersih dan rata (terkait surface roughness). Dalam membersihkan permukaan, hal yang harus diperhatikan adalah jangan sampai permukaan yang terindikasi cacat menjadi tertutup oleh kotoran / sisa dari alat pembersih. Jika menggunakan alat mekanik seperti ampelas yang pada permukaannya terdapat butiran pasir, dapat dipastikan butiran pasir akan menggerus material dan pasir bersama sisa amplas material akan menutupi daerah open pada lokasi yang terindikasi cacat.
Sedangkan pemeriksaan PT membutuhkan efek kapilaritas agar cairan penetrant dapat masuk ke celah dan jika dwell time sudah terpenuhi, maka dengan mudah diangkat oleh developer. Begitu juga dengan menggunakan sikat, terutama sikat kasar.
1. Sensitivitas, seberapa kecil suatu cacat dapat dideteksi (diidentifikasi) oleh suatu metode PTM tertentu. Ie: Mikroskop: Resolusi 3. Daya resolusi, seberapa besar suatu cacat di tolerir oleh si perencana atau nama lainnya adalah tolerability.
False indication terjadi saat indikasi yang didapatkan sulit diinterprestasi sebagai cacat. Pada pemeriksaan MPT, yang dapat menimbulkan indikasi palsu adalah sbb: 1. Arus terlalu besar b.k terlalu sulit untuk dimagnetisasi sehingga serbuk menjadi berkelompok2 di daerah yang tidak ada cacat. Jika tidak teliti, maka serbuk yang berkelompok ini dapat terinterprestasikan sbg cacat. 2. Faktor geomteri daerah bersudut.
serbuk
dapat berkumpul pada bentuk2 alur, perubahan penampang atau
3. Perbedaan permeabilitas b.k.
Pemeriksaan dengan cairan penetrant diupayakan memunculkan flaws yang terdapat di permukaan ataupun di sub surface dalam kondisi terbuka. Terkait dengan hal ini, dibutuhkan karakteristik permukaan yang bersih dan rata (terkait surface roughness). Dalam membersihkan permukaan, hal yang harus diperhatikan adalah jangan sampai permukaan yang terindikasi cacat menjadi tertutup oleh kotoran / sisa dari alat pembersih. Jika menggunakan alat mekanik seperti ampelas yang pada permukaannya terdapat butiran pasir, dapat dipastikan butiran pasir akan menggerus material dan pasir bersama sisa amplas material akan menutupi daerah open pada lokasi yang terindikasi cacat. Sedangkan pemeriksaan PT membutuhkan efek kapilaritas agar cairan penetrant dapat masuk ke celah dan jika dwell time sudah terpenuhi, maka dengan mudah diangkat oleh developer. Begitu juga dengan menggunakan sikat, terutama sikat kasar.
Metode yang tidak merusak diperlukan karena, Metode NDT dipakai di industry untuk beberapa kepentingan agar produksi tetap tinggi, contohnya di PT Pusri Palembang a. Maintenance Kegiatan maintenance (predictive, preventive dan curative) membutuhkan dukungan dari analisa pemeriksaan NDT (LAB NDT) sehingga dapat menjamin peralatan pabrik bekerja secara HANDAL. Dimana kehandalan (reliability) ditentukan oleh factor produktivitas dan umur pakai. DEngan adanya analisa NDT secara berkala dengan Quality Assurance dan melakukan Failure Analysis pada beberapa kejadian kegagalan peralatan, maka kegiatan maintenance dapat lebih terencana untuk melakukan penggantian peralatan dan unscheduled shutdown berulang dapat terhindari. b. Mencegah peralatan “berhenti mendadak” / unscheduled shutdown c. Menaikkan produktivitas melalui penyempurnaan / modifikasi proses berdasarkan hasil pemeriksaan secara rutin / terjadwal. d. Membantu Quality Control pada pembelian peralatan
Kriteria suatu komponen lulus uji tidak merusak jika memenuhi hal2 yang dipersyaratkan oleh standar maupun code yang dipakai. Dan dalam hal ini, standar terdiri dari: 1. Standar Uji (Nomenklatur / Istilah), ie: ASTM E1316 2. Standar untuk menginterprestasikan (standar alat yang digunakan), ie: ASME B31.3 Power Piping yang didalamya terdapat Bab Acceptance Criteria ttg penggunaan metode VT, PT, MPT, RT. 3. Kualifikasi personal yang m enginterprestasikan hasil uji. Hasil uji akan dinyatakn valid h asil pengujiannya jika dilakukan oleh inspector bersertifikat pengujian terkait dan divalidasi hasil ujinya oleh interpreter yang tersertifikasi pula.
Pemeriksaan tidak merusak banyak sekali metodenya yang dibedakan berdasarkan karakteristiknya. Untuk memilih metode yang tepat untuk pemeriksaan NDT didasarkan pada: 1. Sensitivitas, seberapa kecil suatu cacat dapat dideteksi (diidentifikasi) oleh suatu metode PTM tertentu. Ie: Mikroskop: Resolusi 2. Aksesabilitas, seberapa mudah suatu metode NDT dapat menjangkau posisi pemeriksaan ( benda kerja yang akan diperiksa) 3. Daya resolusi, seberapa besar suatu cacat di tolerir oleh si perencana atau nama lainnya adalah tolerability. 4. Seberapa lama waktu yang diperlukan
1. Kerosene Whiting Test (KWT) LP viskositas rendah, wetting agent bagus + zat pemutih 2. Switzer Test Yang digunakan tipe switzer test karena merupakan tipe visible colour contrast sehingga muncul dua tipe, Tipe 1 = Fluorescent Tipe 2 = Visible Pemilihan tipe LP sangat bergantung pada: 1. Kondisi permukaan 2. Karakteristik cacat yang ingin dilihat 3. Waktu (durasi) dan tempat pemeriksaan (kondisi) 4. Ukuran b.k 5. Sensitivitas yang diinginkan
MPI hanya diterapkan pada bahan feromagnetik dan juga logam2 yang bias dimagnetisasi. Karen ajika diterpakan pada benda yang tidak bias dimagnetisasi maka tidak akan timbul medan magnet pada cacat yang ada. Sehingga konfiugrasi medan magnet nantinya akan seperti medan magnet yang tidak cacat.
1. Cost Magnetic particle testing offers lower cost equipment and materials. Dye Penetrant also offers lower cost for materials and equipment. 2. Time MPE is fast inspection technique. DPE is relatively slower process. 3. Materials MPE can only be applied in examination of ferromagnetic materials because they are highly responsive to magnetic principles. It cannot be applied on all metals and nonmagnetic alloys. Dye penetrant provides optimal results in all m etals and alloys. 4. Discontinuities
Dye penetrant testing only detects discontinuities which are on surface while magnetic particle testing detects not only surface cracks but also those imperfections that are very near to surface. 5. Surface conditions Strict pre-cleaning is required before dye penetrant inspection to start. The test surface must be clean adequately, providing smooth and precise inspection. While in case of magnetic particle inspection no such pre-cleaning and post-cleaning processes are necessary because the surface pollutants don’t have any adverse effect on inspection results. 6. Temperature Dye Penetrant Examination is limited to temperature conditions normally (5-60 degree Celsius). Outside this range DPE is not applicable because at high temperature the used penetrant becomes dry while at low temperature the penetrant liquid becomes highly viscous, thus impeding the penetration phenomenon and reducing the efficiency of testing. On the other hand Magnetic Particle Inspection is applicable at extreme temperatures and can be carried out over a considerable range of temperature (normally below Curie temperature). Curie temperature is a point at which, change of magnetic properties occurs in materials and this point is different for different for different materials. 7. Equipment In MPE fluorescently or (colored) visibly pigmented magnetic particles are employed which when apply on the test section, indicate the presence of surface flaws/ imperfections. While in Dye penetrant fluorescent or visible penetrants are employed along with developer, for examination. 8. Safety Equipment and materials which are employed in both magnetic and dye penetrant examination are safe to use. Less level of risk for any loss or injury to operator. 9. Working Principle Both non-destructive techniques are used for the same examination purpose but with different working principle. In Dye penetrant technique, liquid penetrants penetrate the surface breakings/ flaws. After that a developer is applied that allows the penetrant to come out from breakings again, making an indication. In MPE, the test material is magnetized by using equipment. The magnetic flux at surface flaws/cracks tends to form ‘Leakage Fields’. Magnetic particles when employ, gets attracted by these leakage fields over the cracks, providing an instant examination. 10. Manipulation Both techniques are easy to operate when compare to other non-destructive examination techniques. Least amount of training is required and an operator gets full command after making few practices and exercise. Many institutes for non-destructive examination courses, are working on training programs for interested candidates.
