LAPORAN KERJA PRAKTEK PT. PUPUK SRIWIDJAJA PALEMBANG PEMERIKSAAN NDT DENGAN METODE EDDY CURRENT EXAMINATION PADA HEAT EXCHANGER 4A-1105-C CO2 STRIPPER GAS REBOILER PT. PUPUK SRIWIDJAJA

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT. PUPUK SRIWIDJAJA PALEMBANG

PEMERIKSAAN NDT DENGAN METODE EDDY CURRENT EXAMINATION PADA HEAT EXCHANGER 4A-1105-C CO2 STRIPPER GAS REBOILER PT. PUPUK SRIWIDJAJA

Dibuat Oleh : DIKI YUNIKA Email : [email protected] [email protected]

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2017

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT. PUPUK SRIWIDJAJA PALEMBANG

PEMERIKSAAN NDT DENGAN METODE EDDY CURRENT EXAMINATION PADA HEAT EXCHANGER 4A-1105-C CO2 STRIPPER GAS REBOILER PT. PUPUK SRIWIDJAJA

Oleh : DIKI YUNIKA 03051281419089

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2017

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. LatarBelakang LatarBelakang

Dalam kehidupan sehari-hari banyak terlihat fenomena perpindahan panas dari material atau fluida yang mempunyai temperatur lebih tinggi ke material atau fluida yang mempunyai temperatur lebih rendah. Dalam dunia industri fenomena perpindahan panas tersebut dimanfaatkan untuk keperluan proses dengan menggunakan suatu alat yang biasa disebut sebagai penukar panas atau heat exchanger. Heat exchanger merupakan alat yang digunakan sebagai media untuk memindahkan panas dari fluida yang bertemperatur lebih tinggi menuju fluida yang bertemperatur lebih rendah. Dalam aplikasinya alat ini digunakan untuk menaikkan maupun menurunkan temperatur, dan juga mengubah fase fluida. Salah satu tipe heat exchanger yang banyak digunakan di dunia industri adalah shell and tube heat exchanger . Alat penukar kalor sangat berpengaruh dalam industri terhadap keberhasilan keseluruhan rangkaian proses, karena kegagalan operasi alat ini baik akibat kegagalan mekanikal maupun opersional dapat menyebabkan berhentinya operasi unit. Maka suatu alat penukar kalor ( Heat exchanger ) dituntut untuk memiliki kinerja yang baik agar dapat diperoleh hasil yang maksimal serta dapat menunjang penuh terhadap suatu operasional unit. Salah satu karakteristik unjuk kerja dari penukar panas ini adalah efektivitas penukar panas. Pengujian NDT ( Non destructive Testing ) adalah pengujian yang sering dilakukan untuk pengujian kualitas suatu produk. Kualitas produk merupakan sesuatu yang penting karena nilai dan unjuk kerja produk yang diharapkan oleh konsumen harus dipenuhi, suatu produk harus memenuhi persyaratan dan ekonomis. NDT ( Non destructive Testing ) adalah salah satu metode yang dapat menjamin kualitas suatu produk. Pengujian NDT ( Non ( Non destructive Testing ) dimulai dari fabrikasi, instalasi, in service dan paska operasi. . Ada beberapa metode NDT ( Non destructive Testing ) yang telah dikenal yaitu : Visual

Examination ,Magnetic Particle Examination , Liquid Penetrant Examination, Examination, Eddy Current Examination, Examination, Radiographic Examination, Examination , Ultrasonic Examination dan Acoustic Emission Examination, setiap pengujian NDT tersebut memiliki keunggulan dan kelemahan masing-masing. Dalam tulisan ini penulis akan membahas mengenai proses pengujian Heat E xchanger dengan no item 4A-1105-C CO2 Stripper Gas Reboiler dengan metode Eddy metode Eddy Current Examination dengan tujuan memberikan report apakah heat exchanger tersebut masih layak untuk dipakai atau harus di retubing total sesuai dengan standarnya.

1.2. Rumusan Masalah

Pokok bahasan yang di angkat di dalam tugas kerja praktik ini yaitu menganalisa kerusakan (defect (defect ) pada tube-tube yang ada pada Heat pada Heat Excanger 4A 4A1105-C dengan menggunakan alat R/D Tech Multiscan MS5800.

1.3. Batasan Masalah

Untuk lebih memfokuskan proses kerja praktek maka pada analisa dan pembahasan laporan ini, penulis membatasi masalah hanya pada hal yang berkaitan dengan prosedur pengujian dan pemeriksaan Tube-tube Heat Excanger 4A-1105-C di AMMONIA P-4 dengan metode eddy current examination examination sesuai dengan standar.

1.4. Tujuan Kerja Praktek

1.4.1. Tujuan Umum

1. Mengaplikasian perkuliahan di

ilmu

pengetahuan

yang

didapatkan

selama

PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang.

2. Mengenal sejarah dan struktur organisasi di PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang.

3. Mengenal ruang lingkup pekerjaan di bidang inspeksi. 4. Memahami tahapan-tahapan dan proses yang harus dilalui dalam pemeriksaan dan perbaikan unit didunia industri. industri. 1.4.2. Tujuan Khusus

1. Memahami inspeksi eddy current dalam dalam dunia industri besar. 2. Mendapatkan hasil analisa pengujian eddy current pada pada tube-tube Heat tube-tube Heat Exchanger 4A-1105-C. 3. Mendapatkan hasil proses selanjutnya apakah Heat apakah Heat Exchanger tersebut tersebut masih bisa di gunakan atau harus diganti. 4. Mampu menganalisa sinyal-sinyal yang timbul saat proses pembacaan pada alat R/D Tech Multiscan MS5800,serta mampu membedakan sinyal-sinyal tersebut apakah termasuk ke dalam kerusakan tube (defect berupa hole,wall losses,corrosion,dll losses,corrosion,dll ) atau hanya sinyal yang mengenai baffle plate .

1.5. Manfaat Kerja Praktek

1.

Membantu memberikan perbekalan pengetahuan dan keterampilan kepada setiap mahasiswa tentang kondisi yang terdapat di lapangan secara nyata.

2.

Membuka wawasan setiap mahasiswa dan mendapatkan pengetahuan melalui praktek di lapangan.

3.

Dapat mengetahui lebih mendalam mengenai dunia perinspeksian khususnya eddy current examination pada examination pada tube heat exchanger.

4.

Sebagai pengalaman mahasiswa dalam menghadapi dunia kerja.

1.6. Waktu dan Tempat Pelaksanaan Kegiatan

Kerja Praktek di laksanakan selama 2 (dua) bulan, terhitung tanggal 01 Julii 2017 sampai dengan 01 September 2017. Dalam satu minggu terdiri dari 5 (lima) hari kerja yaitu yaitu dimulai dari dari Senin sampai Jum’at, mulai mulai 07.30 – 16.30 WIB. Waktu istirahat pukul 12.00 – 12.00 – 13.00 13.00 WIB (Senin-Kamis) dan pukul 11.00 – 13.30 13.30 WIB (Jum’at).

BAB 2 TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN

2.1. Sejarah dan Pekembangan PT. PUSRI

PT Pupuk Sriwidjaja Palembang (Pusri) adalah perusahaan yang didirikan sebagai pelopor produsen pupuk urea di Indonesia pada tanggal 24 Desember 1959 di Palembang Sumatera Selatan, dengan nama PT Pupuk Sriwidjaja (Persero). Pusri memulai operasional usaha dengan tujuan utama untuk melaksanakan dan menunjang kebijaksanaan dan program pemerintah di bidang ekonomi dan pembangunan nasional, khususnya di industri pupuk dan kimia lainnya. Sejarah panjang Pusri sebagai pelopor produsen pupuk nasional selama lebih dari 50 tahun telah membuktikan kemampuan dan komitmen kami dalam melaksanakan tugas penting yang diberikan oleh pemerintah. Selain sebagai produsen pupuk nasional, Pusri juga mengemban tugas dalam melaksanakan usaha perdagangan, pemberian jasa dan usaha lain yang berkaitan dengan industri pupuk. Pusri bertanggung jawab dalam melaksanakan distribusi dan pemasaran pupuk bersubsidi kepada petani sebagai bentuk pelaksanaan Public pelaksanaan Public Service Obligation (PSO) Obligation (PSO) untuk mendukung program pangan nasional dengan memprioritaskan produksi dan pendistribusian pupuk bagi petani di seluruh wilayah Indonesia. Penjualan pupuk urea non subsidi sebagai pemenuhan kebutuhan pupuk sektor perkebunan, industri maupun eksport menjadi bagian kegiatan perusahaan yang lainnya diluar tanggung jawab pelaksanaan Public pelaksanaan Public Service Obligation (PSO). Obligation (PSO). Sebagai perusahaan yang bertanggung jawab atas kelangsungan industri pupuk nasional, Pusri telah mengalami berbagai perubahan dalam manajemen dan wewenang yang sangat berkaitan dengan kebijakan-kebijakan pemerintah. Saat ini Pusri secara resmi beroperasi dengan nama PT Pupuk Sriwidjaja Palembang dengan tetap menggunakan brand dan merk dagang Pusri.

2.2. PROFIL PABRIK

Pembangunan fasilitas pabrik dari PUSRI I, II, III, IV, dan IB dilakukan secara bertahap. Masing-masing pabrik dibangun dengan perencanaan matang sesuai dengan Rencana Pembangunan Lima Tahun yang dicanangkan oleh Pemerintah Indonesia dan untuk memenuhi kebutuhan pupuk nasional yang terus meningkat.

2.2.1. Pabrik IB

Gambar 2.1 Pabrik IB PT PUSRI Palembang Sumber : PT Pupuk Sriwidjaja Palembang

Pabrik PUSRI IB merupakan pabrik yang dibangun sebagai pengganti pabrik PUSRI I yang telah dinyatakan tidak efisien efisi en lagi. Tanggal 15 Januari 1990 merupakan Early merupakan Early Start Date untuk Date untuk memulai kegiatan Process kegiatan Process Engineering Design Package. Package. Tanggal 1 Mei 1990 merupakan effective date date dari pelaksanaan pembangunannya dan diresmikan oleh Presiden Pr esiden Republik Indonesia pada tanggal 22 Desember 1994. (Arsip PT.Pusri , 2013). PUSRI IB adalah proyek pabrik baru dengan kapasitas produksi 446.000 ton amonia per tahun dan 570.000 ton urea per tahun. Proyek ini menerapkan teknologi proses pembuatan amonia dan urea hemat energi dengan efisiensi 30% lebih hemat dari pabrik-pabrik PUSRI yang ada.

Ruang lingkup Pusri IB mencakup satu unit pabrik amonia berkapasitas 1.350 ton per hari atau 396.000 ton per tahun. Satu unit pabrik urea berkapasitas 1.725 ton per hari atau 570.000 ton per tahun dan satu unit utilitas, offsite dan auxiliary. (Arsip PT.Pusri , 2013)

2.2.2. Pabrik II

Gambar 2.2 Pabrik II PT PUSRI Palembang Sumber : PT Pupuk Sriwidjaja Palembang

PUSRI II adalah pabrik pupuk kedua yang dibangun oleh Pusri dan mulai beroperasi pada tanggal 6 Agustus 1974. PUSRI II diresmikan oleh Presiden Republik Indonesia pada tanggal 8 Agustus 1974 dengan kapasitas produksi sebesar 380.000 metrik ton urea per tahun dan 218.000 metrik ton amonia per tahun. (Arsip PT.Pusri , 2013)

2.2.3. Pabrik III

Gambar 2.3 Pabrik III PT PUSRI Palembang Sumber : PT Pupuk Sriwidjaja Palembang

Proses perencanaan PUSRI III telah dimulai ketika pemerintah meresmikan operasional PUSRI II sebagai langkah antisipasi meningkatnya kebutuhan pupuk. Sebagai tindak lanjut dari keputusan pemerintah, tepat pada tanggal 21 Mei 1975 Menteri Perindustrian M Jusuf telah meresmikan Pemancangan Tiang Pertama pembangunan Pabrik Pusri III. Pabrik Pusri III memiliki kapasitas produksi 1.100 metrik ton amonia per hari atau 330.000 setahun dan 1.725 metrik ton urea sehari atau 570.000 metrik ton setahun. (Arsip PT.Pusri , 2013)

2.2.4. Pabrik IV

Gambar 2.4 Pabrik IV PT PUSRI Palembang Sumber : PT Pupuk Sriwidjaja Palembang

Melalui Surat Keputusan No.17 tanggal 17 April 1975, Presiden Republik Indonesia telah menugaskan kepada Menteri Perindustrian untuk segera mengambil langkah-langkah persiapan guna melaksanakan pembangunan pabrik Pusri IV. Pada tanggal 7 Agustus 1975 awal pembangunan PUSRI IV. Pemancangan tiang pertama pembangunan pabrik PUSRI IV dilakukan di Palembang oleh Menteri Perindustrian M Jusuf tanggal 25 Oktober 1975. Pusri IV dibangun dibangun pada tahun 1977 1977 dengan kapasitas produksi produksi yang sama dengan PUSRI III dengan kapasitas produksi 1.100 metrik tonamonia sehari, atau 330.000 metrik ton setahun dan 1.725 metrik ton urea sehari atau 570.000 metrik ton setahun. (Arsip PT.Pusri , 2013)

2.3. VISI , MISI&MAKNA PERUSAHAAN

Pada tahun 2012, Pusri melakukan review terhadap Visi, Misi, Nilai, dan Budaya Perusahaan. Proses review ini merupakan penyesuaian atas perubahan posisi perusahaan sebagai anak perusahaan dari PT Pupuk Indonesia (Persero) dan lingkup lingkungan bisnis perusahaan pasca spinoff pasca spinoff . Dasar pengesahan hasil analisa Visi, Misi, Tata Nilai dan Makna perusahaan adalah Surat Keputusan Direksi No. SK/DIR/207/2012 tanggal 11 Juni 2012. Visi

"Menjadi Perusahaan Pupuk Terkemuka Tingkat Regional" Misi

"Memproduksi serta memasarkan pupuk dan produk agribisnis secara efisien, berkualitas prima dan memuaskan pelanggan" Makna Perusahaan

“PUSRI untuk Kemandirian Pangan dan Kehidupan Yang Lebih Baik”

2.4.

MAKNALOGO

DAN

SEJARAH

NAMA

SRIWIDJAJA

PADA

PERUSAHAAN

2.4.1. KERAJAAN MARITIM SRIWIDJAJA

Sejarah telah mencatat bahwa di abad ke-7 telah berdiri sebuah kerajaan maritim yang sangat kuat yang bernama Sriwidjaja. Kerajaan ini memulai kekuasaannya di Pulau Sumatera dan terus membentangkan kekuatannya dari Sumatera ke Jawa, pesisir Kalimantan sampai Kamboja, Thailand Selatan, Semenanjung Malaya, sebagian kawasan Indo China, dan telah melakukan perdagangan luas dengan India dan daratan Cina. Nama dan pengaruh kerajaan ini bahkan terdengar sampai ke penjuru dunia baik dalam kekuatan perdagangan, agama, budaya, dan armadanya yang berjaya dan dapat menguasai kawasan Samudera Hindia dan Pasifik. Dalam

Bahasa

Sansekerta,

Sri

mempunyai

arti

“bercahaya”

atau

“gemilang”, dan Widjaja berarti “kemenangan” atau “kejayaan”. Secara penuh, nama Sriwidjaja mempunyai arti “Kejayaan atau Kemenangan yang GilangGilang -

Gemilang”. Kerajaan Bahari ini amat berkuasa dan berpengaruh dan dipimpin oleh raja-raja keturunan dinasti Syailendra. Pusat perniagaan kerajaan ini dulu dibangun di Bukit Siguntang yang berdiri di Muara Sungai Musi yang kini disebut Palembang. Sebuah kebanggaan yang sekaligus menjadi tolak ukur bagi segenap rakyat Indonesia, khususnya masyarakat Palembang untuk mewarisi kebesaran sebuah sejarah.

2.4.2. NAMA PERUSAHAAN

Nama Sriwidjaja diabadikan di perusahaan ini untuk mengenang dan mengangkat kembali masa kejayaan kerajaan maritim pertama di Indonesia yang termahsyur di seluruh penjuru dunia. Sebuah penghormatan kepada leluhur yang pernah membuktikan bahwa Indonesia Indonesia adalah bangsa yang besar. Pendirian pabrik pupuk dengan nama PT Pupuk Sriwidjaja Palembang, adalah warisan yang sekaligus menjadi visi bangsa Indonesia terhadap kekuatan, kesatuan, dan ketahanan wawasan Nusantara. (Arsip PT.Pusri, 2013)

2.4.3. DETAIL ELEMEN VISUAL LOGO PERUSAHAAN

Gambar 2.5 Logo PT. Pupuk Sriwdjaja

Tabel 2.1. Penjelasan mengenai arti logo dari PT. Pupuk Sriwidjaja, sebagai berikut: Logo

Makna Lambang

Pusri

yang

berbentuk

huruf

"U"

melambangkan singkatan "Urea". Lambang ini telah terdaftar di Ditjen Haki Dep. Kehakiman & HAM No. 021391 Setangkai

padi

dengan

jumlah

butiran

24

melambangkan tanggal akte pendirian PT Pusri.

Butiran-butiran urea berwarna putih sejumlah 12, melambangkan bulan Desember pendirian PT Pusri.

Setangkai kapas yang mekar dari kelopaknya. Butir kapas yang mekar berjumlah 5 buah Kelopak yang pecah berbentuk 9 retakan ini, melambangkan angka 59 sebagai tahun pendirian PT Pusri (1959). Perahu Kajang, merupakan legenda rakyat dan ciri khas kota Palembang yang terletak di tepian Sungai Musi. Perahu Kajang juga diangkat sebagai merk dagang PT Pupuk Sriwidjaja. Kuncup

teratai

yang

akan

mekar,

merupakan

imajinasi pencipta akan prospek perusahaan dimasa datang.

Komposisi warna lambang kuning dan biru benhur dengan dibatasi garis-garis hitam tipis (untuk lebih menjelaskan gambar) yang melambangkan keagungan, kebebasan cita-cita, serta kesuburan, ketenangan, dan ketabahan dalam mengejar dan mewujudkan cita-cita itu

(Arsip PT.Pusri, 2013)

2.5. MANAJEMEN STRUKTUR ORGANISASI JAJARAN KOMISARIS :

Komisaris Utama

: Achmad Tossin Sutawikara, SE, MM

Anggota

: Najib Matjan Spudnik Sujono Kamino Hilman Taufik Mustoha Iskandar

JAJARAN DIREKSI :

Direktur Utama

: Mulyono Prawiro

Direktur Produksi

: Ir. Filius Yuliandi

Direktur Komersil

: Muhammad Romli HM

Direktur Teknik dan Pengembangan

: Listyawan Adi Pratisto

Direktur SDM dan Umum

: Bob Indiarto

Gambar 2.6 Bagan Struktur Organiasasi PT Pupuk Sriwidjaja

(Arsip PT.Pusri, 2013)

Gambar 2.7 Bagan Struktur Organisasi Departement Inspeksi Teknik

(Arsip PT Pusri, 2017)

BAB 3 TINJAUAN PUSTAKA 3.1 Non Destructive Test

Dalam pengujian logam ada beberapa metode diantaranya adalah metode metode non destructive test . Non Destrtructive Testing (NDT) (NDT) adalah aktivitas tes atau inspeksi terhadap suatu benda untuk mengetahui adanya cacat, retak, atau discontinuity lain discontinuity lain tanpa merusak benda yang kita tes atau inspeksi. Pada dasarnya, tes ini dilakukan untuk menjamin bahwa material yang kita gunakan masih aman dan belum melewati Acceptance Criteria. Criteria. Komponen suatu peralatan diusahakan semaksimal mungkin tidak mengalami kegagalan ( failure ( failure)) selama masa penggunaannya.NDT penggunaannya.NDT dilakukan paling tidak sebanyak dua kali. Pertama, selama proses fabrikasi dan diakhir proses fabrikasi, untuk menentukan suatu komponen dapat diterima setelah melalui tahap-tahap fabrikasi. NDT ini dijadikan sebagai bagian dari kendali mutu komponen. Kedua, NDT dilakukan setelah komponen digunakan dalam jangka waktu tertentu. Tujuannya adalah menemukan kegagalan parsial sebelum melampaui damage tolerance-nya. tolerance-nya. Untuk memastikan kualitas hasil pengelasan suatu instalasi atau konstruksi memerlukan pemeriksaan pada tahap penyelesaian instalasi atau konstruksi dan sebelum digunakan / beroperasi. Kondisi bahan dan sambungan akan berubah selaras dengan jumlah penggunaan dan lamanya waktu pemakaian. Untuk memastikan keamanan dan keselamatan penggunaan maka dibutuhkan pemeriksaan secara berkala. Pengujian yang mudah, murah dan cepat untuk keperluan ini menggunakan metode Uji Tanpa Rusak ( Non ( Non Destructive Test ). ). Perkembangan teknologi NDT telah berkembang dengan pesat, sehingga jasa layanan NDT pun harus mampu mengikuti perkembangannya. Berdasarkan ASME V,Terdapat beberapa metode pengujian (NDT),yaitu (NDT),yaitu : 1. Visual Examination

5. Eddy Current Examination

2. Liquid Penetrant Examination

6. Radiographic Examination

3. Magnetic Particle Examination

7. Acoustic Emission Examination

4. Ultrasonic Examination

40

3.1.1

E ddy Cur C urrr ent Exam E xamii na natti on Arus Eddy merupakan arus yang dihasilkan oleh induksi arus listrik bolak-

balik dalam sebuah material konduktor. Arus bolak-balik tersebut menghasilkan medan magnetic bolak-balik. Arus induksi didalam material yang termodifikasi akan menimbulkan perubahan nilai arus induksi saat melewati material yang diuji. Pada saat arus melalui potongan kawat, medan magnet akan muncul di sekitar kawat tersebut. Kekuatan Kekuatan dari medan magnet tersebut bergantung pada besarnya arus yang dialirkan pada kawat. Arus Eddy ini mengalir membentuk lingkaran yang terpusat dan tegak lurus terhadap medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan probe, arah putarannya tergantung dari arah putaran kumparan kumparan probe. probe. Diskontinuitas dapat terdeteksi dengan posisi bersilangan terhadap arah arus Eddy pada material yang diuji. Frekuensi bolak-balik arus Eddy ini bergantung pada frekuensi bolak-balik yang dihasilkan oleh medan magnet pada kumparan probe kumparan probe.. Arus eddy merupakan arus listrik yang diinduksikan kedalam konduktor dengan mengubah medan magnet konduktor tersebut. Sirkulasi pusaran arus ini memiliki induktansi dan medan magnet. Medan ini dapat menyebabkan tolakan, tarikan, dorongan, dan efek pemanasan. Arus eddy terbentuk ketika terjadi perubahan letak konduktor dalam sebuah medan magnet. Konduktor yang bergerak dalam sebuah medan magnet yang tetap ataupun megan magnet yang berubah disekitar konduktor yang diam, keduanya menyebabkan arus eddy terbentuk dalam konduktor tersebut. Arus eddy menghasilkan losses resistif losses resistif yang dapat mengubah beberapa bentuk energi, seperti energi kinetik menjadi panas. Arus Eddy berawal dari penemuan induksi elektromagnetik Michael Faraday pada tahun 1831. Faraday adalah seorang ahli kimia di Inggris pada awal 1800an dan dikreditkan dengan penemuan induksi elektromagnetik, rotasi elektromagnetik, efek magneto-optik, dimagnetisme, dan fenomena lainnya. .

1

Universitas Sriwijaya

Pada tahun 1879, ilmuwan lain bernama Hughes mencatat perubahan sifat sebuah kumparan saat berkontak langsung langsung dengan logam yang yang mempunyai konduktivitas dan permeabilitas yang berbeda. Namun, tidak sampai Perang Dunia Kedua efek ini dimanfaatkan secara praktis untuk uji material. Banyak sekali pekerjaan dilakukan pada tahun 1950-an dan 60-an, terutama di industri pesawat terbang dan nuklir. Saat ini pengujian arus Eddy banyak digunakan dan dipelajari dengan baik oleh teknik inspeksi. Eddy Current merupakan arus bolak-balik yang diinduksi kedalam bahan induktif oleh medan magnetik bolak-balik. Beberapa modifikasi arus induksi didalam material dapat dianalisa secara elektrik dan menunjukkan penyebab kemungkinan modifikasi tersebut. Perubahan aliran arus Eddy arus Eddy Current dihasilkan oleh adanya : 1. retak, lubang, rongga, porositas, inklusi, atau kerutan. 2. perubahan bentuk atau dimensi. 3. perubahan jarak antara probe dengan benda uji. 4. variasi komposisi dari benda uji. 5. perlakuan panas. Pengerjaan mekanik. 6. perubahan permeabilitas magnetic. 7. keadaan probe, seperti posisi ujung probe menempel pada permukaan benda uji.

Arus eddy dihasilkan dalam setiap material konduksi elektrik dimana satu medan magnetik yang bertukar-tukar (frekuensi mencakup dari 2KHz sampai 10MHz) sudah dihasilkan. Medan magnetik yang berubah-ubah ini dapat dihasilkan di dalam benda kerja yang untuk diuji atas bantuan suatu kumparan lingkaran yang diberi sumber listrik dengan suatu tegangan AC. Ketika arus bolak balik diberlakukan bagi konduktor, seperti kawat tembaga, suatu medan magnetik berkembang di dalam dan di sekitar konduktor. Medan magnetik ini memperluas (terekspansi) terekspansi) ketika arus bolak balik naik ke maksimum dan turun ( collapses) collapses) ketika arus itu dikurangi menjadi me njadi kosong.


Arus induksi didalam material yang termodifikasi akan menimbulkan perubahan nilai arus induksi yang melalui material tersebut. Perubahan arus induksi dapat dapat dianalisa dan dapat menunjukkan kemungkinan modifikasi dari material.Pada saat arus melalui potongan sebuah kawat, medan listrik akan muncul disekitar kawat tersebut (gambar 3.6.). kekuatan dari medan magnet tersebut bregantung pada besarnya arus yang dialirkan pada kawat. Jika kawat membentuk kumparan, maka medan magnetic disekitar kumparan akan terlihat seperti yang ditunjukkan pada gambar (3.7.) Apabila arah arus berubah, maka yang mengalami perubahan dari medan magnetic adalah polaritasnya.

Gambar 3.1. Medan magnetic disekitar kawat konduktor

.

Gambar 3.2. Arah induksi magnetik Gambar 3.3. Medan listrik di sekitar kumparan kawat


Prinsip Eddy Current didasarkan pada hokum Faraday yang menyatakan bahwa pada saat sebuah konduktor dipotong dipotong garis-garis gaya dari medan magnetik atau dengan kata lain, gaya elektromotif (EMF) akan terinduksi kedalam konduktor. Besarnya EMF bergantung pada :

1. ukuran, kekuatan, dan kerapatan medan magnet. 2. kecepatan pada saat garis-garis gaya magnet dipotong. 3. kualitas konduktor.

Medan

magnetic

bolak-balik

pada

kumparan

probe

merupakan

perpindahan medan magnetik yang menghasilkan EMF pada konduktor. Medan magnetik ini berbentuk lingkaran sehingga arus yang dihasilkan sebagai Eddy Current juga berbentuk lingkaran. Kata ‘Eddy’ menggambarkan bentuk lingkaran dari arus induksi pada konduktor. Ukuran dari medan magnetik ditentukan oleh ukuran dari kumparan probe, probe, ferrite, dan pelindung kumparan. Sedangkan kekuatan dari medan magnetik menyatakan jumlah lilitan dan arus dalam kumparan probe. Proksimasi menyatakan jarak angkat terhadap benda uji ( lift-off ), ), fill factor dan geometri dari desain kumparan probe. Kecepatan pada saat garisgaris gaya adalah fungsi frekuensi, dan kualitas konduktor dinyatakan sebagai konduktivitas, dan permeabilitas benda uji. Aliran Eddy Current dalam bentuk jejak-jejak lingkaran dan medan magnetic ditunjukkan oleh oleh gambar ( 3.9.)

(a)


(b)

terinduksi dalam material konduktor Gambar ( 3.4 a & 3.4b ) Eddy current terinduksi

Eddy Current Examination Examination adalah pengujian tanpa merusak yang memanfaatkan arus Eddy yang mengalir pada material konduktor untuk menemukan cacat pada material tersebut. Teknik Eddy Current dapat dipakai untuk berbagai bentuk geometrik antara lain kawat, pipa, batang, silinder, lembaran logam, dan bebtuk-bentuk lainnya dari hasil pembentukan / permodelan seperti casting atau wrought stages yang digunakan untuk : 1. Memantau teknik produksi 2. Mengetahui

letak

cacat

sebelu

dilakukan

pengerjaan

material

selanjutnya. 3. menguji kualitas akhir produk. Teknik Eddy Current mampu mendeteksi diskontinuitas baik di permukaan maupun dekat permukaan ( sub surface) surface) yang dikaitkan dengan beberapa masalah produksi dan pengerjaan. Untuk NDT pesawat udara, teknik Eddy Current terutama digunakan untuk: 1. mendeteksi retak pada permukaan. 2. mendeteksi retak pada sub-surface. pada sub-surface. 3. mendeteksi cacat korosi.


4. memperkirakan kerusakan oleh panas api. Selain keempat kegunaan Eddy Current diatas, juga digunakan untu mengukur tebal lapisan cat dan menguji konduktivitas pada aluminium.

3.1.1.1 Proses terbentuknya arus eddy

Untuk

menghasilkan

arus

eddy

yang

bertujuan inspeksi, digunakan "probe". Di dalam probe, terdapat bahan konduktor listrik panjang yang dibentuk menjadi kumparan.

Gambar ( 3.5. ) Proses terbentuknya arus eddy bagian 1

Arus bolak-balik dialirkan di kumparan pada frekuensi yang dipilih oleh teknisi untuk jenis tes yang terlibat. Frekuensi Tinggi : f>50kHz Frekuensi Rendah : 50kHz>f>100kHz



Sebuah medan magnet terbentuk di dan sekitar kumparan sebagai arus bolak-balik yang mengalir melalui kumparan


Ketika material konduktif ditempatkan di pergeraklan

medan

magnet,Induksi

elektromagnetik akan terjadi dan Eddy Current akan diinduksi pada material

Gambar ( 3.8.) Proses terbentuknya arus eddy bagian 4


Eddy current yang mengalir ke material akan

menghasilkan

secondary

medan

magnetnya sendiri yang berlawanan dengan medan magnet primary magnet primary kumparan

Seluruh proses induksi elektromagnetik ini bertujuan menghasilkan Eddy Current yang dapat terjadi dari beberapa ratus sampai beberapa

juta

kali

setiap

detiknya,

tergantung pada frekuensi inspeksi


Ketika terdapat cacat pada material, Eddy Current akan terganggu, dan simpangan arus ini yang kemudian dibaca oleh alat ukur.



3.1.1.2 Faktor – Faktor – Faktor Faktor yang Mempengaruhi Respon Arus Eddy

Beberapa faktor, diluar kecacatan, dapat mengakibatkan respon arus eddy. Beberapa faktor utamanya, antara lain: 1. Konduktivitas Bahan Konduktivitas sebuah bahan memiliki efek langsung pada aliran arus eddy. Semakin baik konduktivitas bahan, maka akan semakin baik pula aliran arus eddy pada permukaan bahan. 2. Permeabilitas Permeabilitas dapat digambarkan sebagai seberapa mudah sebuah bahan dapat dimagnetisasi.

3. Frekuensi Respon arus eddy sangat dipengaruhi oleh frekuensi tes yang ditentukan, untungnya hal ini merupakan sesuatu yang dapat kita kendalikan.

4. Geometri Struktur geometri benda juga akan berefek pada respon arus eddy. Ketebalan bahan yang lebih kecil daripada kedalaman penetrasi efektif juga berefek pada respon arus eddy.

5. Kedekatan / Lift-off / Lift-off Semakin dekat sebuah kumparan periksa pada permukaan, maka efek pada kumparan tersebut akan semakin baik.


ffect / Standa ard D epth of Pene Penettr ation (SDP) 3.1.1.3 Ski n E ffec / Stand Skin Effect merupakan Effect merupakan kecenderungan arus AC menjadi terdistribusi kedalam sebuah konduktor sehingga kepadatan arus terbesarnya terdapat didekat permukaan konduktor, konduktor, dan berkurang sebanding dengan dengan kedalaman konduktor. Dalam perubahan medan yang sangat cepat, medan magnet tidak sepenuhnya menembus bahan. Hal ini mengakibatkan terjadinya skin terjadinya skin effect , sehingga perhitungan tadi menjadi tidak valid. Tetapi, peningkatan frekuensi pada medan yang tetap akan selalu menyebabkan peningkatan arus eddy.Kedalaman tembus dapat dihitung dengan menggunakan rumusan:

Dimana, δ = kedalaman penetrasi (m) f = frekuensi (Hz) µ = permeabilitas magnet bahan (H/m) σ = konduktivitas listrik bahan (S/m) Densitas arus eddy, dan kekuatan respon dari sebuah kecacatan, paling besar terletak pada permukaan logam yang sedang diuji dan menurun sebanding dengan kedalamannya. Secara matematis dapat didefinisikan sebagai “kedalaman standar penetrasi” dimana arus eddy eddy sebesar 37% dari nilai permukaan. Kedalaman penetrasi dapat menurun ketika adanya peningkatan frekuensi, peningkatan konduktivitas, dan peningkatan permeabilitas bahan. “Kedalaman penetrasi efektif” biasanya didefnisikan sebesar tiga kali kedalaman standar, standar, dimana densitas arus eddy menurun sekitar 3% dari nilai permukaannya. Inilah kedalaman yang dianggap tidak berpengaruh pada bidang arus eddy. Dari persamaan SDP,


seseorang dapat dengan mudah menafsirkan kedalaman penetrasi (delta) berkurang dengan meningkatnya frekuensi, konduktivitas, permeabilitas (lihat garis fluks di bawah). Dengan demikian, untuk mendeteksi cacat yang sangat dangkal (retak, kekurangan) dalam material dan juga untuk mengukur ketebalan lembaran tipis, frekuensi sangat tinggi harus digunakan (lihat garis fluks di bawah). Demikian pula, untuk mendeteksi cacat sub-permukaan yang terkubur dan untuk menguji bahan yang sangat konduktif / magnetik / tebal, frekuensi rendah harus digunakan.

Gambar 3.11. Kontur fluxline Kontur fluxline isomagnetik isomagnetik teoritis


III.1.1.4 Instrumen Instrumen / Instrumentasi Instrumentasi untuk Pengujian Eddy Current

Instrumen Eddy Current pada dasarnya ditunjukkan oleh diagram pada gambar ( 3.17 )

Gambar 3.12: Diagram blok instrument Eddy Current 1. Osilator menggunakan arus listrik antara 100 Hz dan 3 MHz atau lebih

besar, 2. Sirkuit

bergantung pada penggunaan. penggunaan. jembatan

(bridge (bridge

circuit )

bergantung

pada

karakteristik

kumparan.Hubungan antara voltase dan arus serta perbandingan amplitude dipengaruhi oleh perubahab Eddy Current pada material yang berbatasan dengan

probe.Perubahan

sinyal

ini

dilakukan

untuk

proses-proses

berikutnya. 3. Signal processing circuit menyaring, menguatkan, dan memisahkan sinyal

dari bridge circuit. 4.

Tampilan sinyal ( signal readout / display system) system) menunjukkan informasi yang didapat oleh inspector. Untuk beberapa inspeksi tampilan tersebut hanya cukup berupa amplitude atau fasa dari sinyal yang diproses. Dan beberapa inspeksi tertentu system tampilan sinyal harus menunjukkan amplitude dan amplitude dan fasa dari sinyal Eddy sinyal Eddy Current


3.1.1.5 Probe / Sensor untuk Pengujian E ddy Curr Cur r ent

Pemilihan kumparan probe kumparan probe yang yang tepat penting dalam pengujian arus eddy, karena instrumen penguji arus eddy yang efisien pun tidak dapat mencapai banyak hal jika tidak mendapatkan informasi yang benar (yang diinginkan) dari gulungan. Desain koil yang paling populer adalah:

1. Probe permukaan atau probe panekuk (dengan poros probe normal ke permukaan), dipilih untuk pengujian pelat dan lubang baut baik sebagai elemen penginderaan tunggal atau susunan - baik dalam mode absolut maupun diferensial 2. Mengelilingi probe untuk pemeriksaan batang, batang dan tabung dengan akses luar dan 3. Probe Bobbin untuk pemeriksaan pra-dan dalam-perawatan penukar panas, genertor uap, tabung kondensor & lainnya dengan dengan akses bagian dalam. Penerima array bertahap juga memungkinkan untuk deteksi dan ukuran yang disempurnakan.

Gambar 3.13.Jenis-jenis probe yang sering digunakan

Berikut merupakan penjelasan probe-probe yang digunakan pada eddy current examination.:


Gambar 3.14. Surfa Surf ace coil

Gambar 3.16. E ncir ncir cling coi coi l

Gambar 3.15. E ncir ncir cling cling coil coil

Gambar 3.17. I nte nter na nall coi coi l

Desain dan pengembangan probe arus eddy sangat penting karena merupakan probe yang menentukan probabilitas deteksi dan reliabilitas karakterisasi. Secara umum, cacat yang menyebabkan gangguan arus eddy maksimum terdeteksi dengan sensitivitas tinggi. Bentuk, penampang, ukuran dan konfigurasi koil bervariasi untuk merancang probe arus eddy untuk aplikasi tertentu. Bergantung pada geometri komponen tiga jenis probe arus eddy yaitu. Permukaan panekuk, probe pengepungan dan gelendong yang ditunjukkan pada Gambar di atas Tiga jenis probe dapat dioperasikan secara absolut, diferensial atau mode kirim-terima. Dalam mode absolut hanya satu koil yang digunakan untuk mengubah dan merasakan arus eddy. Probe diferensial dengan dua gulungan biasanya dililitkan dalam arah yang berlawanan, dan probe pengirim


menerima dengan kumparan penerima terpisah, menggunakan sirkuit jembatan yang berbeda. Tipe absolut dan diferensial menunjukkan karakteristik yang berbeda (Tabel.3.5) dan seleksi tergantung, terutama pada persyaratan inspeksi. 1. Probe Permukaan ( Pancake) Pancake)

Probe permukaan atau probe Pancake, Pancake, probe atau probe jenis pensil runcing, memungkinkan penentuan lokasi defek yang tepat. pengoperasian mungkin dilakukan dengan tangan, dapat dipasang pada pemindai otomatis atau mungkin diputar di sekitar untuk mendapatkan misalnya Pemindaian heliks pada inspeksi tabung / batang. Probe permukaan memiliki sifat terarah yaitu daerah dengan sensitivitas tinggi dan rendah (Tabel 2). Biasanya inti ferit (silinder mutlak dan tipe diferensial) dan digunakan untuk meningkatkan sensitivitas dan resolusi. Selain ferit, koil tembaga digunakan untuk tujuan pelindung. Probe permukaan banyak digunakan dalam inspeksi pesawat terbang untuk deteksi retak pada lubang pengikat dan untuk mendeteksi korosi / pengelupasan kulit di lapisan tersembunyi. Bila komponen geometri rumit, tidak jarang menggunakan pemandu probe, sepatu, mekanisme keterpusatan untuk mempertahankan sensitivitas angkat dan deteksi seragam. Probe permukaan dikembangkan untuk penggambaran EC, untuk pengukuran kadar natrium cair dalam tangki baja dan juga untuk pengukuran ketebalan lapisan 2. Probe keliling / melingkar

Probe yang melingkar digunakan untuk memeriksa batang, tabung dan kabel. Dalam sebuah probe yang melingkar, koil berbentuk solenoida dimana komponen ditempatkan. Dalam hal ini, seluruh permukaan melingkar luar dari komponen yang ditutupi koil dipindai sekaligus, memberikan kecepatan pemeriksaan yang tinggi. Probe ini tidak bisa mendeteksi kelainan melingkar (Tabel 3.6) karena arus editan mengalir sejajar dengan mereka tanpa mendapatkan Terdistorsi. Aplikasi industri dari probe melingkar yang populer adalah inspeksi tabung kecepatan tinggi dari luar selama tahap pembuatan.


Probe mellingkar dikembangkan NDE dari tabung cladding berdinding tipis dan tabung magnet generator berdinding tebal.

3. Bobbin probe

Probe ini adalah probe yang paling banyak digunakan pada inspeksi eddy current. Probe Bobbin terdiri dari susunan koil dalam bentuk belitan di atas gelendong, yang melewati komponen seperti tabung dan memindai seluruh permukaan dalam satu kali. Aplikasi probe bobbin yang populer adalah inspeksi multi-frekuensi berkecepatan tinggi dari tabung penukar panas di tempat untuk mendeteksi retakan, penipisan dinding dan korosi pada tabung serta di bawah daerah pelat pendukung. Sifat pengarah dari probe ini identik dengan probe melingkar. Dalam beberapa kasus, probe tipe bobbin digunakan untuk inspeksi lubang baut. Untuk pemeriksaan koomponen kritis, probe ini mampu untk mendeteksi kerusakan yang berkaitan dengan deteksi dan lokasi kerusakan melingkar dan pendek. Tabel 3.1 Perbandingan probe arus eddy absolut dan diferensial

Tabel 3.2 Perbandingan probe permukaan dengan probe bobbin.

Surface Probe

Bobbin Probe


Coil dipasang dipasang dengan sumbu tegak

Kumparan sejajar dengan lingkar

lurus terhadap permukaan komponen

komponen

Cacat permukaan terdeteksi dengan

Dapat mendeteksi Cacat longitudinal

sensitivitas tinggi dibandingkan dengan

atau transversal

cacat yang tetutup Sensitivitas yang buruk untuk cacat

Sensitivitas yang buruk untuk cacat

laminar

melingkar

Sensitivitas menurun dengan

Sensitivitas nol di tengah batang

kedalaman Aplikasi populer meliputi inspeksi

Aplikasi populer meliputi pengujian

pesawat terbang untuk retak lelah,

tabung penukar panas, pemilahan

korosi dll dan pengukuran ketebalan

material, pengukuran dimensi

lapisan Parameter karakteristik, Pc digunakan

Frekuensi karakteristik f / fg sangat

untuk desain sensor (scale modeling)

populer untuk dinding Tipis-1, Dinding tebal-4, Silinder-10

Pengujian bahan feromagnetik sulit di

Medan jarak jauh, saturasi, metode

pinggir

berbasis magnet permanen dimungkinkan untuk tabung

Tabel 3.3. Tips dalam Pemilihan jenis Probe


3.1.1.6 E ddy C urr ur r ent E xami xami na nation tion P r oced cedure ur e

Prosedur pengujian EC biasa melibatkan kalibrasi pertama. Cacat buatan seperti pemotongan gergaji, lubang dasar datar, dan electro-discharge electro -discharge machining (EDM) takik diproduksi dalam bahan dengan komposisi kimia dan geometri yang serupa dengan komponen sebenarnya. Cacat alam yang ditandai dengan baik seperti retak kelelahan akibat induksi servis dan retak korosi tegangan lebih disukai, jika tersedia. Frekuensi uji, perolehan instrumen dan fungsi instrumen lainnya dioptimalkan sehingga semua cacat buatan yang ditentukan terdeteksi, misalnya dengan thresholding dengan thresholding parameter parameter sinyal sin yal EC yang sesuai seperti amplitudo puncak ke puncak puncak dan sudut fasa. Dengan pengaturan instrumen yang optimal, pengujian aktual dilakukan dan indikasi yang lebih besar dari tingkat ambang dicatat rusak. Untuk kuantifikasi (karakterisasi) grafik kalibrasi induk, mis. Antara parameter sinyal arus eddy dan ukuran cacat yang dihasilkan. Dalam kasus tabung penukar panas ECT, grafik kalibrasi adalah antara kedalaman cacat kalibrasi ASME (20%, 40%, 60%, 80% dan 100% dinding kehilangan lubang rata-bawah) dan sudut fase sinyal. Untuk mendeteksi dan mengkarakterisasi cacat pada pelat pendukung pengujian EC multi frekuensi, yang melibatkan pencampuran sinyal dari frekuensi yang berbeda diikuti dan grafik kalibrasi yang terpisah dihasilkan untuk menghitung kehilangan dinding.


Gambar 3.18. Perbandingan probe ketika di udara dan di tube

Kontur garis fluks magnetik dari probe arus eddy di udara, dalam tabung Inconel dan di tabung yang dikelilingi oleh pelat pendukung baja karbon. Garis fluks yang dikandung dibatasi oleh dinding tabung dan pelat pendukung.

3.1.1.7 Standar dalam Pengujian E ddy Curr Cur r ent

Standar acuan digunakan untuk menyesuaikan deteksi sensitivitas alat eddy current dari celah, konduktivitas, permeabilitas dan ketebalan bahan dll dan juga untuk ukuran. Beberapa standar yang umum digunakan dalam pengujian arus eddy adalah: 

ASME , Section V , Article 8 , Appendix ( Appendix ( 1 and 1 and 2 ) , , Electromagnetic (eddy current) testing of heat exchanger tubes



BS 3889 3889 (part 2A ): 1986 (1991) (1991) Automatic eddy current testing of wrought steel tubes



BS 3889 3889 (part 213 ): 1966 (1987) (1987) Eddy current testing of non-ferrous tubes




ASTM B 244 Method 244 Method for measurement of thickness of anodic coatings of aluminum and other nonconductive coatings on nonmagnetic base materials with eddy current instruments



ASTM B 659 659 Recommended practice for measurement of thickness of metallic coatings on nonmetallic substrates



ASTM E 215 215 Standardising equipment for electromagnetic testing of seamless aluminium alloy tube



ASTM E 243 Electromagnetic 243 Electromagnetic (eddy current) testing of seamless copper and copper alloy tubes



ASTM E 309 Eddy 309 Eddy current examination of steel tubular products using magnetic saturation



ASTM E 376 376 Measuring coating thickness by magnetic field oreddy current (electromagnetic) test methods



ASTM E 426 426 Electromagnetic (eddy current) testing of seamless and welded tubular products austenitic stainless steel and similar alloys

 

ASTM E 566 Electromagnetic 566 Electromagnetic (eddy current) sorting of ferrous metals ASTM E 571 Electromagnetic 571 Electromagnetic (eddy current) examination of nickel and nickel alloy tubular products



ASTM E 690 In-situ 690 In-situ electromagnetic (eddy current) examination of nonmagnetic heat-exchanger tubes



ASTM E703 Electromagnetic (eddy current) sorting of non ferrous metals

3.1.1.7 Kelebihan dan Kelemahan Pengujian Eddy Current

Beberapa kelebihan eddy current examination meliputi: examination meliputi: 

Sensitif terhadap crack kecil dan defect-defect lain.



Detects surface and near surface defects.



Memberikan hasil yang cepat.



Peralatannya sangat portable.



Dapat digunakan lebih dari sekedar untuk deteksi cacat.



Persiapan benda uji minimum.




Test probe tidak harus kontak dengan benda uji.



Dapat

menginspeksi

material

konduktif

yang

bentuk dan

ukurannya kompleks. Beberapa kelemahan kelemahan eddy current examination meliputi: 

Hanya bahan-bahan yang konduktif yang dapat diperiksa



Permukaan harus dapat diakses untuk pemeriksaan



Keterampilan dan pelatihan diperlukan lebih luas dibanding teknik-teknik yang lain



Permukaan akhir dan kekasaran dapat mempersulit pemeriksaan



Buku rujukan diperlu untuk menyusun kerangka kerja



Kedalaman penetrasi dibatasi



Cacat-cacat seperti delaminasi yang paralel terhadap kumparan kumparan pemeriksaan dan arah pemeriksaan scan tidak bisa dideteksi


BAB 4 DESKRIPSI SISTEM 4.1. Pengertian Eddy Curent

Eddy Current merupakan merupakan salah satu metoda NDT ( Non Destructive Testing ) yang aplikasinya

banyak

digunakan

untuk

pemeriksaan

tubing

seperti

:condenser,feedwater heater, heat exchanger, air conditioner yang terdapat pada industry proses , power plant dan dan proses pendinginan. Disamping itu metoda eddy current juga juga diaplikasikan untuk pemeriksaan surface pemeriksaan surface dan dan subsurface subsurface diantaranya diantaranya banyak digunakan untuk pemeriksaan bagian-bagian pesawat terbang. Eddy Current penggunaannya penggunaannya terbatas pada material non ferromagnetik saja saja ( Cu, Cu-Ni, Al-Brass,duplex, Titanium, SS 304/316 dll). Untuk material ferromagnetic ( Carbon steel, duplex) digunakan metode lain seperti RFT, MFL dan IRIS tergantung dari jenis material dan type dari tube yang akan diperiksa Masing-masing aplikasi mempunyai kelebihan dan keunggulan yang tentunya memerlukan pemahaman dan peralatan yang khusus sehingga diperlukan pengetahuan dan pengalaman yang cukup untuk dapat melaksanakan peme riksaan eddy current dengan baik dan benar. Disamping training yang sifatnya tersertifikasi dan terakreditasi , diperlukan latihan yang terus menerus bagi setiap personel setiap personel eddy current , baik secara sendiri maupun secara team sehingga pemahaman teori dan praktek dapat ditingkatkan sesuai dengan peralatan dan pengalaman yang ada (training yang tersertifikasi misalnya ASNT tidak serta merta menghasilkan personel yang siap kerja mengingat pelaksanaannya hanya 40 jam, sedangkan materi dan penguasaan teknologi alat sangat komplek sehingga diperlukan latihan dan kemauan belajar bagi inspektor). 4.2. Prinsip Kerja E ddy Curr C urre ent

Prinsip

kerja

eddy

current merupakan

proses

induksi

elektromagnetik.

Eksperimen awal tentang gejala magnet dan elektromagnetik dipelopori oleh


beberapa ilmuwan yaitu : Coulomb, Ampere, Faraday, Oersted, Maxwell, dan Kelvin. Dibawah ini disajikan beberapa ilustrasi mengenai beberapa eksperimen yang berkaitan dengan induksi elektromagnetik elektromagnetik :

Arah Ayunan

Magnet

Plat Konduktor Gambar 4.1. Eksperimen Magnet Arago

B A

Ip

φe

A = konduktor (test ( test coil) coil) B = konduktor (test ( test obyek) obyek) Ip

= arus primer arus primer

Ie

= arus sekunder arus sekunder / / arus eddy

φ p = Medan Magnet Primer Magnet Primer

Ie

φ p

φp = Medan Magnet Sekunder

Parameter Elektromagnetik Gambar 4.2. Representasi Visual Parameter


Generator

Ip

ϕp ϕe

Coil

Ie Gambar 4.3. Pembangkitan eddy current dalam test obyek

Ip

ϕp Ie Gambar 4.4. Aliran Arus Induksi pada Material Selinder

Pembangkitan eddy current pada suatu material dipengaruhi oleh tiga faktor utama yaitu : a. Conductivity b. Permeability c. Dimensi


Ketiga faktor diatas merupakan pengaruh dari sifat yang dimiliki material yang akan diperiksa Faktor tersebut akan berpengaruh terhadap pembangkitan arus eddy pada material tersebut akibat adanya induksi elektromagnetik, artinya : terjadinya perubahan terhadap salah satu atau lebih dari factor diatas akan diidentifikasi sebagai perubahan sifat/kondisi material dari kondisi awal (“ketidak normalan” atau cacat) dari material. Dan faktor -faktor -faktor diatas akan membatasi penggunaan metoda eddy current pada material. m aterial. Setiap material mater ial mempunyai nilai conductivity dan permeability tertentu. a. Conductivity dari suatu material dapat didefinisikan sebagai

kemampuandarimaterial tersebut untuk mengalirkan arus listrik. Dalam hal ini material dapat dikelompokan dalam tiga ti ga kelompok yaitu : Konduktor, Semi konduktor dan Isolator. Untuk menstandard kan nilai conductivity conductivity suatu material oleh International Electrochemical Commision satuan Commision satuan conductivity ditetapkan conductivity ditetapkan dalam satuan % IACS (I nter ). Dalam standard nya dinyatakan nter nati nati onal Annea A nnealed led C oper per S tanda tandarr d ). bahwa material tembaga murni dengan panjang 1 m dan dan luas 1 mm 2 pada suhu 20 0 C yang mempunyai resistensi sebesar 0.017241 ohm ditetapkan mempunyai nilai conductivity sebesar 100%. Simbol dari conductivity adalah conductivity adalah σ (sigma). Untuk material lainnya penentuan nilai conductivity conductivity dipergunakan persamaan sebagai berikut : 172.41 % IACS =

ρ

ρ = Resistivity (micro-ohm-cm) (micro-ohm-cm) ….. (1)

Faktor yang mempengaruhi nilai conductivity adalah :temperatur, perlakua n panas (heat treatment ), ), paduan (alloys (alloys), ), kekerasan (hardness (hardness), ), conductive coating , dan tegangan sisa (residual (residual stress). stress). b. Permeability merupakan kemampuan dari material untuk

dimagnetisasi atau secara eksperimen dapat dilihat sebagai kemudahan untuk membentuk garis gaya atau kemudahan atom-atom untuk dapat bergabung. Nilai permeability suatu permeability suatu material dirumuskan seperti dibawah ini dimana ditetapkan udara mempunyai nilai permeability nilai permeability relatif sebesar 1.


µ

=

jumlah garis gaya yang diproduksi dengan material sebagai inti … (2) jumlah garis gaya yang diproduksi diproduksi dengan udara sebagai inti

Dari penelitian yang telah dilakukan diketahui bahwa untuk

material

nonferromagnetic ( Al (dan paduan), Al-Brass, Cu, Cu-Ni, Titanium, Inconel,

Stainless Steel (austenitic), SS 304,SS316) mempunyai nilai permeability permeability lebih kecil dari 1(satu), sedangkan material ferr ferr omagnet gnetic (Carbon Steel,SS (feritic), duplex, dll) mempunyai nilai permeability lebih besar dari 1 (satu). Sebagai ilustrasi nilai permeability suatu material dapat dilihat pada kurva dibawah in XL Permeability (Ferromagnetic material)

Air Conductivity (Non-Ferromagnetic material) Z 100% IACS Resistive component ( R )

Gambar 4.5. Kurva Permeability

c. Demensi merupakan salah satu factor yang mempengaruhi

pembangkitan eddycurrent. Faktor Faktor dimensi dapat berupa : ketebalan, perubahan bentuk material dan cacat (discontinuity (discontinuity)) material. Suatu material yang normal (tidak ada cacat) mempunyai aliran arus eddy edd y yang berbeda dengan material yang terdapat cacatnya. Perbandingan perubahan inilah yang dipergunakan sebagai bahan analisa dan diproses oleh alat untuk menentukan menentukan persentase ketidak normalan suatu benda uji. Lebih lanjut akan dijelaskan dalam cara kerja peralatan


eddy current dan probe bobbin coil dalam mendeteksi cacat akibat adanya perubahan geometri.

dipengaruhi oleh factor-factor : Dari peralatannya pembangkitan eddy current dipengaruhi 

medan elektromagnetik



frekuensi



coupling (jarak (jarak spasi antara coil dan material)



daya tembus (depth (depth of penetration) penetration ) dari material



Jenis koil yang digunakan

Medan elektromagnetik yang dibangkitkan sebanding dengan besarnya arus, frekuensi, dan parameter coil. Parameter coil yang dimaksud adalah : induktansi, diameter, panjang, ketebalan, jumlah gulungan, dan material inti. 0.8 (N r) 2 L =

6 r + 9 l + 10b

b

…..(3) l

r

Faktor-faktor diatas mempengaruhi induksi eddy current dalam material. Terdapat beberapa istilah dalam eddy current sebagai akibat faktor diatas seperti : a. Liff – Liff – Off. Off. b. Fill factor. c. Depth of Penetration. d. Edge Effect.

a. Lift off Lift off merupakan merupakan kopeling elektromagnetik antara coil dengan material. Kopeling tersebut berubah-ubah tergantung jarak coil dengan material. Jarak spasi antara coil dengan material disebut Lift off. Lift off efek akan mempengaruhi besarnya impedansi coil.


Air (0%) Conductivity

XL

Gbr Impedance plane diagram

Liff-Off

100% IACS

Resistance Gambar 4.6. Hubungan antara udara, conductivity material, dan lift off

Gambar diatas menunjukan hubungan antara udara, conductivity material, dan lift off. Medan off. Medan elektromagnet paling kuat terjadi di dekat coil dan hilang pada jarak tertentu dari coil. Fakta ini menyebabkan pembacaan efek lift off dapat dapat terdeteksi dengan perubahan jarak yang kecil saja antara coil dan material sehingga efek lift off dapat dimanfaatkan untuk pemeriksaan cacat/retak dipermukaan. b. Fill Factor

Fill Factor merupakan istilah yang dipergunakan seberapa bagus kopeling antara test objek dengan dengan test coil untuk material yang diperiksa berbentuk lingkaran (seperti tubing, rod). Fill faktor (ζ ( ζ dibaca eta) dinyatakan sebagai rasio dari luas dimeter coil dengan luas diameter test obyek . Persamaanya dapat dituliskan sebagai berikut : Tubing

ζ =

t D2

d

d2

D22

ζ = Fill factor Probe(Bobbin coil)

d = diameter probe (coil) D2 = diameter dalam tube

D1

Gambar 4.7. Persamaan Fill Factor c. Depth of Penetration (kedalaman) Penetration (kedalaman)


Depth of Penetration kemampuan Penetration kemampuan eddy current untuk penetrasi kedalam material. Kemampuan penetrasi dipengaruhi oleh sifat fisika & metalurgi material (conductivity, permeability) permeability) dan test coilnya sendiri ( frekuensi). Distribusi eddy current dalam test material berubah secara eksponensial. Density Density eddy current paling kuat (100%) terjadi dekat test coil. Suatu titik dalam material dimana density eddy density eddy sebesar 37% disebut dengan Standard Depth of Penetration

δ =

Density relative

ρ

Κ

f μrel

1δ 37%

Depth

δ = standard depth of penetration K = kontantanta ρ = resistivity /conductivity f = frekwensi μrel = permeability relatif

Gambar4.8. Standard Depth of Penetration

Depth of Penetration

d. Edge effect

Edge effect merupakan terjadinya distorsi eddy current akibat adanya pengaruh dari tepi material dimana eddy current tidak mempunyai tempat untuk mengalir. Adanya distorsi mengakibatkan kesalahan indikasi. Oleh sebab itulah diperlukan desain probe yang khusus untuk mendeteksi cacat yang dekat dengan tepi material.

4.3. Peralatan Eddy Current dan Cara Kerja


Lima bagian terpenting peralatan eddy current sehingga dapat perfungsi dengan baik adalah : 

Bagian eksitasi



Bagian modulasi (Coil)



Bagian penyiapan signal



Bagian analisa signal



Bagian tampilan signal

Diagram proses dapat presentasikan seperti dibawah ini :

Modulation Excitation

Signal Preparation Preparation

Demodulation and Analysis

Display

Coil Test

Sine wave Generator

Object

Detectors Analysis Samplers

CRT’s Meters Recorders

Filters

Relays

Gambar 4.9 Diagram proses Eddy Current

Speciment handling equipment

Test Coil/Probe

Test coil merupakan alat/tools yang penting dalam pemeriksaan eddy current. Secara garis besar probe dapat dibagi dalam 3 (ti ga) kelompok utama yaitu : 1.

Probe coil

2.

Bobbin coil

3.

Encircling coil 

Probe Coil


Surface coil , , probe coil , , flat coil atau pancake coil adalah bentuk umum yang dipergunakan untuk jenis probe coil. Probe Probe coil digunakan untuk pemeriksaan permukaan material (Surface & sub surface inspection). inspection). Gambar dibawah ini menunjukan bentuk khas probe coil yang digunakan untuk scanning permukaan. scanning permukaan. Surface coil Surface coil

Test object Gambar 4.10. Probe Coil 

Encircling Coil

Encircling Coil, Outside Diameter Outside Diameter Coil, dan feed-through dan feed-through coil coil adalah nama yang umum digunakan untuk coil yang mengelilingi test object.

Test object Coil

Crack

Coil Gambar 4.11. Encircling Coil

Encircling coil digunakan untuk inspeksi material yang berbentuk tabung,pipa atau batangan. 

Bobbin Coil

Bobbin coil, Bobbin coil, Inside Inside Diameter (ID) coil, inside coil inside coil adalah nama yang digunakan untuk pemeriksaan tubing.

Tubing

Bobbin probe

Gambar 4.12. Bobin Coil Ditinjau dari rangkain coil (electrical (electrical connected ) probe dapat dibagi dalam 3 (tiga

kategori yaitu : absolute, differential, dan hybrid coil.


Absolute coil

Absolute coil merupakan alat pengukuran yang tidak menggunakan referensi langsung sebagai standard.Beberapa aplikasi yang menggunakan absolute coil sperti pemeriksaan conductivity, permeability, dimensi dan kekerasan.

Differential coil

Differential coil menggunakan dua atau lebih coil yang saling berlawanan satu sama lainnya. Differential coil dapat dikategorikan 2 (dua) jenis yaitu : selfcomparison differential dan dan external reference differential.

Hybrid coil

Hybrid coil merupakan coil yang terdiri dari dua coil dengan ukuran yang sama atau tidak sama dan tidak diperlukan pemisah. Jenis dari hybrid coils adalah coils adalah : Driver/pickup, trhough-transmission, atau primary/secondary coil . Hibrid coil terdiri dari excitation coil dan sensing dan sensing coil

Excitation Coil

Receiving Coil

To test circuit Material Gambar 4.13. Hybrid Coil

Cara Kerja


Cara kerja peralatan lebih jelas dapat dilihat seperti diagram diatas dimana proses terbentuknya signal eddy current merupakan hasil urutan proses diatas. Proses pembentukan signal lisajous pada bobbin bobbin coil :

Kedua koil pada posisi tidak ada cacat cacat

koil pertama mendeteksi

Kedua koil berada diantara cacat

koil ke dua mendeteksi cacat

Gambar 4.14. Proses Terbentuknya Signal

Eddy Curent

Kedua koil sudah melewati cacat


Uraian tampilan Lisajous diatas dapa diuraikan ke dalam bentuk stripbentuk stripchart seperti seperti berikut

Vertikal Strip-Cart

-

Horizontal Strip-Cart

+

-

+

Gambar 4.15.Sinyal Eddy Current dalam bentuk strip-chart

di lapangan (Diambil pada Gambar 4.16. Uji Eddy Current pada heat exchanger di 19 July 2017)


Gambar 4.17. Uji Eddy Current pada heat exchebger di lapangan (Diambil pada

19 July 2017)


structive T est Equipm E quipme ent 4.4. N on D estructive 4.4.1 Mesin R/D Tech MultiScan M ultiScan MS 5800-ER ECT EXTENDED

Gambar 4.18. Alat yang di gunakan MultiScan MS 5800-ER ECT

Gambar 4.19. Spesifkasi R/D Tech Multi Scan (Sumber: Olympus)


4.4.2. Spesifikasi Probe yang digunakan

Mesin R/D Tech Multi Scan 5800-ER adalah alat yang digunakan pada pengujian Eddy Current.Mesin ini berfungsi untuk membaca sinyal cacat yang ada pada tube di heat exchanger melalui Probe. melalui Probe.

Probe yang digunakan saat pengujian dengan nomor Gambar 4.20. Probe yang A-580-BS/HF-(5/16H)83FT-4PA Probe yang Probe yang digunakan saat pengujian adalah probe jenis probe jenis Bobbin Probe Bobbin Probe dengan dengan spesifikasi : A-580-BS/HF-(5/16H)83F A-580-BS/HF-(5/16H)83FT-4PA T-4PA kode probe kode probe 0,58” Tabel 4.1 Penjelasan spesifikasi dari Bobbin Probe

A580 Stainless steel Wire BS British Standard HF Hight Frequensi 5/16 Ukuran probe Ukuran probe untuk untuk Heavy Heavy Wall 83 ft Panjang Probe Panjang Probe 0.58” 0.58” Diameter Probe Diameter Probe 7,9375 7,9375 mm 4PA 4 tembaga inti / 4 Pin Amphenol type Bobbin Probe Bobbin Probe


Tube Kalibrasi Standar yang di pakai 4.4.3 Spesifikasi Tube Kalibrasi

2

1

3

4

5

6

7

8

9

10

Gambar 4.21.Tube kalibrasi yang digunakan

Keterangan gambar :

1. 4x Pitting/hole 4x Pitting/hole 20% 20% OD 5 mm 2. Pitting/hole 40% Pitting/hole 40% OD 5 mm 3. Pitting/hole 60% Pitting/hole 60% OD 3 mm 4. Pitting/hole 80% Pitting/hole 80% OD 2 mm 5. Pitting/hole 100% Pitting/hole 100% OD 2.5 mm 6. Pitting/hole 100% Pitting/hole 100% OD 1.5 mm 7. Pitting/hole 100% Pitting/hole 100% OD 1. mm 8. Groove 20% OD 20% OD 13.5 mm 9. Groove 20% OD 20% OD 3.5 mm 10. Groove 20% ID 20% ID 3.5 mm


Gambar 4.22.Tube kalibrasi yang digunakan pada saat pengujian.

Spesifikasi tube kalibrasi : Material Bwg Panjang Thickness Diameter Resistivity

SS-304 15 6180mm 1,829mm

¾” 72.00µohm/cm

4.4.4 Cara Mengkalibrasi alat R/D Tech Multi Scan

1. Persiapkan Alat mulai dari tube kalibrasi,probe yang di pakai ( Main Probe dan Probe Referensi ),Laptop yang terhubung ke R/D Tech Multi Scan,dongle,dll. Scan,dongle,dll. 2. Hidupkan laptop dan alat R/D Tech Multi Scan. Scan. 3. Sambungkan main probe ke probe ke socket socket main probe yang probe yang tersedia pada alat dan sambungkan probe sambungkan probe referensi referensi ke socket ke socket probe referensi probe referensi yang tersedia pada alat. 4. Ujung Probe Ujung Probe referensi referensi (yang ( yang akan berkontak langsung dengan tube ) tube ) dimasukkan ke tube referensi tube referensi yang tidak memiliki cacat sama sekali namun memiliki material yang sama dengan tube yang akan di test. 5. Pada layar laptop,jalankan software MultiView R/D Tech 6.0 .Untuk langkah-langkah membuat pengaturan baru pada software sesuai urutan berikut : 

New setup





Suggested Frequency





Channels



Calibration Tube Defect Codes Channel Calibration


6. Prosedur kalibrasi selanjutnya ialah dengan menentukan Optimal Frequency

1 2 3 4 5

6

7

Gambar 4.23. Optimal Frequency dialog box

Pada bagian ini berfungsi untuk mengatur jenis tube yang akan di inspeksi di lapangan, berikut penjelasannya

:

1. Pada bagian ini berfungsi untuk menentukan material materi al tube yang akan diperiksa, bisa dilihat di Table spesifikasi Tube Kalibrasi (Ex: material tube di lapangan adalah Stainless Steel 304) 2. Bagian ini berfungsi untuk menjelaskan standard electrical resitivity yang di miliki material,bisa dilihat pada Tabel 4.3( Ex: Standard electrical resitivity Stainless Stell 304 adalah 72 micro-ohm per cm) 3. Bagian ini berfungsi untuk menentukan thickness tube yang tube yang akan diperiksa, Standard ketebalan tube adalah BWG ( Ex: Tube BWG 14 mempunyai thickness 1.829 thickness 1.829 mm) 4. Bagian ini berfungsi untuk menunjukkan Frekuensi Tube yang akan diperiksa


untuk menetukan Frekuensi ada rumusnya. F90 =

3ρ t2

ρ = electrical resitivity (μΩ-cm) (μΩ-cm) t = Thickness (mm) Thickness (mm) F = Frekuensi (kHz) (Ex: Material dengan Thickness 1.829 Thickness 1.829 dan electrical resitivity 72 μΩ-cm μΩ-cm mempunyai frekuensi 65 kHz) 5. Bagian ini berfungsi untuk menentukan jenis Probe yang dipakai (Ex: Probe yang dipakai pada pengujian ini adalah Probe Bobbin) 6. Bagian ini berfungsi untuk menunjukkan jalur probe inter nal/external (Ex: Probe melalui internal tube) 7. Bagian ini berfungsi menetukan berapa Connector yang dipakai (Ex: Pengujian Tube SS 340 menggunakan 4 Connector)

Kalau sudah ditentukan semua Klik Next untuk melanjutkan kalibrasi new interface pada Software MultiView R/D Tech 6.0.

1 2 3 4

5

Gambar 4.24 Kalibrasi Channels dialog box (Diambil Pada 11 Agustus 2017)


Pada bagian ini berfungsi untuk mengatur channel frekuensi pada tube yang akan di inspeksi di lapangan, berikut penjelasannya : 1. Untuk menetukan F 180 menggunakan rumus F180= 2.15 F90 2. Untuk menetukan F 90 menggunakan rumus F90 =

3ρ t2 3. Untuk menetukan F 90/2 menggunakan rumus

F90/2= F45 4. Untuk menetukan F 90/8 = F90/8 menggunakan rumus F 90/8.

5. Bagian ini berfungsi untuk menghilangkan sinyal Baffles pada tube.

Kalau sudah ditentukan semua Klik Next untuk melanjutkan kalibrasi SoftwareMultiView R/D Tech 6.0.

1

2

3

4

5 6 8

7

box (Diambil Pada 11 Agustus 2017) Gambar 4.25 Calibration tube dialog box (Diambil


Tabel 4.2 Penjelasan gambar pada Calibration tube dialog box No Nama Cacat Keterangan material 1. Pitting/Hole Cacat lubang yang kehilangan material sebesar 100% 100%.

2.

80% OD

3.

60% OD

4.

40% OD

5.

4 X 20% OD

6.

Groove 20% Groove 20% OD Groove 10% Groove 10% ID Steel Support

7. 8.

Cacat lubang yang kehilangan material di luar tube sebesar 80%. Cacat lubang yang kehilangan material di luar tube sebesar 60%. Cacat lubang yang kehilangan material di luar tube sebesar 40%. 4 x Cacat lubang yang kehilangan material di luar tube sebesar 20%. Cacat groove yang kehilangan material di luar tube sebesar 20%. Cacat groove yang kehilangan material didalam tube sebesar 10%. Penahan dari tube (baffle (baffle). ).

Sinyal yang didapat oleh alat R/D Tech Multi Scan diteruskan ke Software MultiView R/D Tech 6.0 untuk meihat dan menentukan ada atau tidak nya cacat pada tube.

Gambar 4.26. Software MultiView R/D Tech 6.


7. Proses pengkalibrasian selanjutnya dengan memasukkan memas ukkan ujung main probe (coil) ke dalam tube kalibrasi disertai dengan meng scan kerusakan yang ada pada tube kalibrasi tersebut.Sinyal cacat yang didapat selanjutnya akan berupa sinyal-sinyal seperti pada gambar berikut.

Gambar 4.27. Contoh Signal Eddy Current dari Calibration Tube Standard 1 2 3 4 5 6 7 8

9 10

Gambar 4.28. Contoh Signal Eddy Current dari Calibration Tube Standard


Penjelasan Sinyal yang timbul pada saat pemeriksaan tube kalibrasi yang terdapat dalam gambar IV.30. : 1. Adalah Groove 20% ID 20% ID 3.5 mm 2. Adalah Groove 20% OD 20% OD 3.5 mm 3. Adalah Groove 20% OD 20% OD 13.5 mm 4. Adalah Pitting/hole Adalah Pitting/hole 100% 100% OD 1. mm 5. Adalah Pitting/hole Adalah Pitting/hole 100% 100% OD 1.5 mm 6. Adalah Pitting/hole Adalah Pitting/hole 100% 100% OD 2.5 mm 7. Adalah Pitting/hole Adalah Pitting/hole 80% 80% OD 2 mm 8. Adalah Pitting/hole Adalah Pitting/hole 60% 60% OD 3 mm 9. Adalah Pitting/hole Adalah Pitting/hole 40% 40% OD 5 mm 10. Adalah 4x Pitting/hole 4x Pitting/hole 20% 20% OD 5 mm 4.4.5 Data dan spesifikasi Heat Exchanger 4A-1105-C CO2 Stripper Gas Reboiler Spesifikasi : Heat Exchanger 4A-1105-C CO2

Tube side

Shell Side

274 °C

149 °C

Tekanan design

31.6 KG/CM²

5.3 KG/CM²

Hidro. Test

47.4 KG/CM²

-

-

7 kg/cm²

Temp. design

Pneumatik Test Manufacture

TUBE - Size

F.B.M

- Panjang - Material

: 3/4" ( 19,05 ) OD x 16 BWG ( 1,651 mm ) : 9144 mm Length. : ASTM- A 213 TP-304L

- Qty

: 1375 U-Tube

Tube Sheet

- Size - Diam. Of Tube Holes - Material

: 1960 mm OD x 205 mm Thick. : 19.25 ± 0.05 mm. : SS-304


4.5. Eddy Current Formulla

1. Formula untuk menghitung Frekuensi primer F90 =

3ρ t2

….…………..…….………..…. (4)

F180= 2.15 F 90 F45= F90/2 F90/8 = F90/8

ρ = electrical resitivity (μΩ-cm) (μΩ-cm) t = Thickness (mm) Thickness (mm) F = Frekuensi (kHz)

2. Formula untuk menghitng electrical resitivity of tube material ρ=

172.41

…………..…….………..…(5)

% IACS

ρ

= electrical resitivity (μΩ-cm) (μΩ-cm)

% IACS IACS = Tube material conductivity

3. Formula untuk menghitung effective depth of penetration

 = 50 x √     µ

δ

= Depth (mm) Depth (mm)

ρ

= Resitivity

f

= frequensi (kHz)

…………..…….………..… (6)

µ rel = relative permeability


4.6. Electrical Properties of Some Common Materials Tabel 4.3 Electrical Properties of Some Common Material 1

RESISTIVITY (μΩcm) 1.7

CONDUCTIVITY 3 % IACS 100.00

Admiralty Brass Aluminium Brass Navel Brass Aluminium Bronze

6.9 7.5 6.6 12.3

25.00 23.00 26.00 14.00

Copper Nickel 90/10 Copper Nickel 70/30

18.9 37.5

9.10 4.60

Stainless Steel 304 Stainless Steel 316 Stainless Steel 321 Stainless Steel 347-348

72.0 74.0 72.0 73.0

2.39 2.33 2.39 2.36

Titanium (99%) Hastelloy-C Inconel 600 Inconel 690 Incoloy 825 Monel Aluminium (99.9) Aluminium 6061 – 6061 – T6 T6 Aluminium 7076 – 7076 – T6 T6

48.6 – 54.8 132.6 101.4 114.9 114.9 48.2 2.8 4.0 5.2

3.12 – 3.55 3.55 1.30 1.70 1.50 1.50 3.58 61.30 43.00 33.00

MATERIAL

Copper

2

Tabel 4.4 BWG tube

BAB 5


METODOLOGI KERJA PRAKTEK

5.1 Desain Kerja Praktek

Kerja praktek dilakukan dengan melakukan analisis material dan tube pada system Heat exchanger tepatnya pada HE 4A-1105-C CO2 Stripper Gas. Analisis dilakukan untuk mengidentifikasi jenis probe yang yang sesuai maupun teknik pengujian yang digunakan pada sistem tersebut. Setelah mendapatkan mendapatkan data-data yang diperlukan, maka dilakukan analisis lanjut pada tiap-tiap komponen. Analisis tiap komponen dapat memudahkan analisis sistem secara keseluruhan.

5.2. Ruang Lingkup dan Batasan Kerja Praktek

Kerja praktek ini mempertimbangka mempertimbangkan n kondisi setiap masuk komponen dan keluar komponen. Proses analisis dimulai dari tiap komponen sehingga bisa dilakukan analisis secara keseluruhan. Dalam hal ini parameter-parameter yang dikaji meliputi: Jenis material,

Jenis

heat

exchanger,jenis

probe

yang

dgunakan,alat

pengujian,tube

kalibrasi,standar kalibrasi,standar yang digunakan di gunakan dan lain lain.

5.3. Sumber Data

Data-data yang digunakan dalam analisis ini nantinya adalah data-data yang meliputi: 1. Data non teknis yang didapat Melalui wawancara, yaitu dengan menanyakan langsung kepada teknisi, para pekerja, dan pembimbing di lapangan. 2. Data teknis di PT. PUPUK SRIWIDJAJA meliputi: Spesifikasi heat exchanger (material,jumbah tube dll),spesifikasi alat yang digunakan,spesifikasi tube kalibrasi,standar kalibrasi,standar yang di gunakan dan lain-lain.

5.4. Analisis dan Pengelolahan Data


Data-data yang didapat kemudian dikaji guna untuk mengetahui unjuk kerja dan seberapa banyak tube yang mengalami cacat dan seberapa banyak tube yang harus di plug agar tidak mempengaruhi mempengaruhi proses proses HE selanjutnya. selanjutnya. 5.5. Prosedur Pelaksanaan Studi Kasus

Adapun tahap-tahap Kerja praktek yang dilakukan dapat dilihat pada diagram berikut ini.

MULAI

Indentifikasi masalah tujuan penelitian

`

dan

menetapkan

STUDI AWAL

Studi literatur

PENGUMPULAN DATA

-

Data Heat Exchanger (Diameter Tube,jumblah tube,material tube dll.) Data Alat yang digunakan (spesifikasi alat yang di gunakan ,jenis probe,material probe,tube kalibrasi,diameter alat dll.)

PENGOLAHAN DATA:

Simulasi data statistik (komputerisasi)

ANALISIS DATA

KESIMPULAN

SELESAI

Gambar 5.1. diagram alir penelitian 5.6. Penjelasan Diagram 5.6.1. Indentifikasi masalah dan menetapkan tujuan penelitian


Pada awal kerja praktek, penulis melakukan peninjauan dan pengamatan terhadap system repair repair Heat Heat exchanger, exchanger, mulai mulai dari pembongkaran tube, tube, pembersihan tube, tube Leak , Leak test test pada pada tube,dll 5.6.2. Studi literature

Untuk mendapatkan informasi yang berkenaan dalam penyelesaian masalah ini, maka dilakukan studi literatur.Informasi berkenaan masalah ini diperoleh dari buku buku dan jurnal-jurnal maupun internet serta data-data dari perusahaan yang berhubungan dengan sistem Eddy current examination pada examination pada tube Heat tube Heat exchanger secara umum yang diperoleh dari berbagai sumber. 5.4.3. Metode Pengerjaan

Metode pengerjaan yang dilakukan adalah studi literatur yang didukung oleh data pendukung yang digunakan untuk memasukkan data-data yang di butuhkan kedalam software R/D Tech MultiScan MS 5800-ER ECT meliputi: 1. Data

Heat

Exchanger Exchanger

(Spesifikasi

HE,diameter

tube,jumblah tube,jumblah

tube,material tube,material tube tube dll.) dll.) 2. Data Alat yang digunakan (spesifikasi alat yang di gunakan ,jenis probe,material probe,material probe,tube kalibrasi,diamete kalibrasi,diameterr alat dll.) 3. Melakukan pemeriksaan secara langsung dengan alat R/D Tech MultiScan MS 5800-ER ECT.(dengan catatan sudah dilakukan kalibrasi alat sebelumnya sebelumnya ). ). 4. Pengumpulan data tube-tube pada HE yang di input langsung ke dalam software yang selanjutnya di analisa apakah tube-tube tersebut tube-tube tersebut mengalami atau tidak. defect atau

5.7. Hasil yang diharapkan

Setelah dilakukan tahapan-tahapan pengumpulan data penelitian, diharapkan akan mendapat hasil yaitu data statistic kerusakan tiap-tiap tube pada heat exchanger tersebut sehingga didapatkan kesimpulan bahwa Heat exchanger tersebut masih layak pakai atau harus harus diganti total.

BAB 6 ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN 6.1.

Pembuatan new interface pada software Multi View R/D Tech 6.0


Dalam bab ini akan disajikan analisis data dan pembahasan dari pengujian ECT (Eddy Current Testing) untuk mendeteksi adanya defect pada tube heat exchanger 4A1105-C CO2 Stripper Gas Reboiler Reboiler yang telah dilakukan dilakukan sebelumnya. sebelumnya. Seluruh rangkaian pengujian dilakukan dengan mengacu mengacu pada metodologi penelitian yang dijelaskan pada bab sebelumnya. sebelumnya. Kondisi yang terjadi pada saat pengujian adalah dilakukannya dilakukannya pengkalibrasian pengkalibrasian ulang dan pembuatan pengaturan baru atau folder penyimpanan penyimpanan baru pada software software Multi View R/D R/D Tech 6.0 ,adapun ,adapun langkah langkah langkah nya sebagai berikut berikut :

8. Persiapkan Alat mulai dari HE( pemeriksaan dilakukan pada saat Turn Around ), ), Probe yang di pakai ( Main Probe dan Probe Referensi ),Laptop yang terhubung ke R/D Tech Multi Scan,dongle,dll. Scan,dongle,dll. 9. Hidupkan laptop dan alat R/D Tech Multi Scan. 10. Sambungkan main probe ke socket main probe yang tersedia pada alat dan sambungkan sambungkan probe referensi ke socket probe referensi yang tersedia pada alat. 11. Ujung Probe referensi (yang akan berkontak langsung dengan tube ) dimasukkan ke tube referensi yang tidak memiliki cacat sama sekali namun memiliki material yang sama dengan tube yang akan di test. 12. Pada layar laptop,jalankan software MultiView R/D Tech 6.0 .Untuk langkahlangkah membuat pengaturan baru pada software sesuai urutan berikut : 

New setup



Suggested Frequency



Channels

 

Calibration Tube Defect Codes

Channel Calibration 13. Pada New setup dialog box di isi sesuai gambar 


Gambar 6.1.

New setup dialog box

1. Name : Name : Di isi sesuai keinginan 2. Description : pada Heat Exchanger 4A Description : Di isi Pemeriksaan eddy current test pada 1105-C CO2 3. Device : Dipilih MS 5800 4.

Technology : Pilih metode apa yang dipakai,pada pemeriksaan pemeriksaan ini yang di pakai ialah eddy current test.

14. Pada menu Suggested Frequency dialog box

Gambar 6.2. Suggested Frequency dialog box 1. Pilih material tube pada tube pada list option Click edit jika jika dibutuhkan.Dalam dibutuhkan.Dalam

pemeriksaan pemeriksaan kali ini di pilih material material stainless steel steel SS 304


Lihat Table 4.3) 2. Masukkan data resistivity dan resistivity dan thickness.( Lihat

Pada table tersebut untuk material SS304 nilai Resistivity nya adalah 72.0 μΩcm dan Conductivity nya 2.39 %IACS.

3. Masukkan data thickness yang di gunakan. pemeriksaan kali ini di pilih BWG 16 dan mempunyai thickness 1.651 thickness 1.651 mm) lihat pada Tabel 4.4 BWG tube untuk mencari OD tube,ID tube dan lain-lain. 4. pilih type dari type dari probe yang digunakan,dan pilih berapa jumblah pin jumblah pin connector yang ada. 15. Pada menu Channels dialog box for a bobbin probe

Gambar 6.3.

Channels dialog box for a bobbin probe

1. Kasih centang pada box yang box yang disediakan (pada step ini tidak perlu mengubah pengaturan yang yang tersedia karena karena sudah sudah di atur oleh sistem). sistem). Jika harus dicari pada step di atas dapat dengan menggunakan rumus berikut : 6. Untuk menetukan F180 menggunakan rumus

= (2,15)( 5)( 79, 79,24276) 4276) =170,371934 7. Untuk menetukan F menggunakan rumus (3)(72, (72,0 μΩ μΩ − cm cm)) =79,24276 F = 3 =  1.651  F180= 2.15 F90

90

90

8. Untuk menetukan F90/2 menggunakan rumus

= ( 79,24276/2) 4276/2) =39,62138

F90/2= F45

9. Untuk menetukan F90/8 menggunakan rumus

= ( 79,24276/8) 4276/8) =9,905345

F9/8


16. Step selanjutnya adalah memasukkan data kalibrasi tube,pada Calibration tube dialog box

Gambar 6.4.

Calibration tube dialog box

1. Beri semua centang pada jenis defect yang ingin di deteksi mulai dari 100% hole hole sampai dengan steel support.Jangan support.Jangan lupa untuk member nama pada defect yang di inginkan.Lalu klik next. 17. Step selanjutnya selanjutn ya adalah menu Defect menu Defect codes codes

1. Isi nama defect yang yang di inginkan.contoh defect defect 1 diisi dengan DSI( Distorted Distorted Gambar 6.5.

Defect codes box

Support Indication),WLL( Indication),WLL(Wall Wall Losses),BLG(Bulge Losses),BLG(Bulge),ERO(Erosion),C ),ERO(Erosion),CRK(Cracking RK(Cracking)) dll. 18. Pada step terakhir ialah masuk ke menu Channel Calibration dialog box


Gambar 6.6.

Channel Calibration dialog box

1. Pada step ini tidak perlu mengubah pengaturan yang tersedia karena sudah di atur oleh sistem Sinyal yang didapat oleh alat R/D Tech Multi Scan diteruskan ke Software MultiView R/D Tech 6.0 untuk meihat dan menetukan ada atau tidak nya cacat pada tube.

Gambar 6.7. Software MultiView R/D Tech 6. 19. Proses selanjutnya ialah melakukan pemeriksaan pada tube HE yang di inginkan

dengan menekan scan pada layar laptop,sembari dengan memasukkan probe ke dalam tube pada HE yang akan di periksa. 20. Hasil dari tiap-tiap tube HE yang mengalami defect di edit dan di beri keterangan ( cacat apa yang terjadi pada tube tersebut ).lalu dimasukan ke dalam software CARTO yang akan menampilkan hasil keseluruhan proses.


Gambar 6.8.

6.2.

Hasil report yang ditampilkan dalam software carto carto

Hasil Pengujian pada T ube ube H eat E xchanger

Pada sub-bab ini akan ditampilkan hasil pengujian meliputi hasil dokumentasi dan Sinyal-sinyal Sinyal-sinyal yang diterima oleh alat ‘PER TIAP-TIAP TUBE YANG MENGALAMI KERUSAKAN’ baik berupa wall losses losses atau pun Pitting pada Heat

Exchanger 4A-1105-C 4A-1105-C yang di periksa. Data ketinggian sinyal yang disajikan berdasarkan perubahan jarak retak bawah permukaan permukaan ( subsurface crack) terhadap permukaan benda yang diuji untuk masing-masing spesimen sehingga akan terlihat pengaruh variasi jarak retak bawah permukaan yang ada pada setiap spesimen terhadap perubahan ketinggian sinyal yang didapat.


Tube Number/Column

Row

Gambar 6.9.

Final Report Untuk ECT 1105C

Gambar di atas adalah hasil pemeriksaan tube heat exchanger 4A-1105-C yang dilakukan langsung di lapangan oleh inspector dengan metode eddy current Examination mengacu pada standar ASME, Section V, Article 8, Appendix ( 1 and 2 ), Electromagnetic Electromagnetic (eddy current) testing of heat exchanger tubes.Dimana pada hasil report nya mengindikasikan bahwa terdapat 10 tube yang harus di plug karena standar pada tube HE kehilangan material lebih dari 60% harus di non aktifkan. ( Efri Firmansyah.2017) Firmansyah.2017) 6.2.1. Tube H eat E xchanger xchanger yang mengalami 0



Tube yang mengalami penipisan dari luar OD

Tube yang mengalami 0
Gambar 6.10. Final Report Untuk ECT 1105C pada pada tube row 1 column 43

Pada tube HE dengan row 1 column 43 telah terjadi penipisan material dari luar (wall losses) sebesar 5 % dari thickness awal pada posisi 4.430m sepanjang 0.12m.Jika dihitung dari thickness awal tube yang besarnya 1.829 mm maka kehilangan material material dari luar ini sebesar 1.829 x 5% = 0.009145 mm.



Tube yang mengalami penipisan dari dalam ID


Gambar 6.11. Final Report Untuk ECT 1105C 1105C pada tube row 6 column column 38

Pada tube HE dengan row 6 column 38 telah terjadi penipisan material dari dalam (wall losses) sebesar 6% dari thickness awal pada posisi 4.1205m sepanjang 0.16m.Jika dihitung dari thickness awal tube yang besarnya 1.829 mm maka kehilangan material material dari luar ini sebesar 1.829 x 6 % = 0.10974 mm.

6.2.2. Tube H eat E xchanger xchanger yang mengalami 20


Pada tube HE dengan row 2 column 47 telah terjadi penipisan material dari luar (wall losses) sebesar 39 % dari thickness awal pada posisi 4.0680m sepanjang 0.07m.Jika dihitung dari thickness awal awal tube yang besarnya 1.829 1.829 mm maka kehilangan kehilangan material material dari luar ini sebesar 1.829 x 39% = 0,71331 mm

6.2.3. Tube H eat E xchanger xchanger yang mengalami 40


Pada tube HE dengan row 4 column 49 telah terjadi penipisan material dari luar (wall losses) sebesar 48 % dari thickness awal pada posisi 5.0690m sepanjang 0.27m.Jika dihitung dari thickness awal tube yang besarnya 1.829 mm maka kehilangan material material dari luar ini sebesar 1.829 x 48% = 0,87792 mm

6.2.4.

T ube ube He H eat E xchanger xchanger yang mengalami 60
pada row 9 column column 52 sebagai sebagai berikut :



Pada tube HE dengan row 9 column 52 telah terjadi penipisan material dari luar (wall losses) sebesar 61 % dari thickness awal pada posisi 7.2273M sepanjang 0.30m.Jika dihitung dari thickness awal tube yang besarnya 1.829 mm maka kehilangan material material dari luar ini sebesar 1.829 x 61% = 1,11569 mm.

6.2.5.

T ube ube He H eat E xchanger xchanger yang mengalami 80
pada row 3 column column 52 sebagai sebagai berikut :



Pada tube HE dengan row 3 column 52 telah terjadi penipisan material dari luar (wall losses) sebesar 82 % dari thickness awal pada posisi 5.1483M sepanjang 0.34m.Jika dihitung dari thickness awal tube yang besarnya 1.829 mm maka kehilangan material material dari luar ini sebesar 1.829 x 82% = 1,49978 mm. Jika mengacu pada keadaan standar tube yang mengatakan bahwa “Jika sebuah tube mengalami kehilangan material/thickness sebesar 60%-100% maka tube tersebut harus di non aktifkan,baik berupa di plug atau pun dig anti dengan tube yang baru. 6.2.6. Tube H eat E xchanger xchanger yang tidak terdeteksi kerusakan

Tube yang tidak terdeteksi adanya kerusakan material ialah sebanyak 2842 Tube,diambil sampel gambar pada row 1 column 35 sampai dengan column 38 sebagai berikut :


Gambar 6.16. Final Report Untuk ECT 1105C 1105C pada tube row 1 column column 35-38.

Pada tube HE dengan row 1 column 35 sampai dengan column 38 tidak terdeteksi adanya kerusakan pada material tersebut baik berupa wall losses,pitting ataupun cacat lainya 6.2.7.

T ube ube He H eat E xchanger xchanger yang tidak dilakukan pemeriksaan( plugge plugged d ) Tube yang tidak dilakukan pemeriksaan pemeriksaan adalah sebanyak 56 ttube.,diambil ube.,diambil sampel

gambar pada row 2 column 14 sampai dengan column 38 sebagai berikut :


Pada tube ini tidak bisa dilakukan pemeriksaan karena probe yang masuk ke dalam tube akan terhalang oleh plugg.


Gambar 6.18. Distribution of tubes by wall losses.

Gambar distribution of tubes by wall losses di atas menunjukan pembagian tube berdasarkan berdasarkan ada tidaknya kerusakan material tube yang didapatkan dari hasil pengujian langsung terhadap specimen uji (Tube Heat exchanger 4A-1105-C CO2 Stripper Gas Reboiler).Jumblah keseluruhan tube yang di periksa dengan menggunakan metode Eddy Current Examination ini adalah sebanyak 2.750 batang tube,dengan rincian tube yang tidak mengalami kerusakan(wall losses) sebanyak 2.538 batang tube atau jika di persentasikan persentasikan sebanyak 87,1% batang tube yang masih murni atau tidak mengalami mengalami kerusakan. Tube yang mengalami kerusakan(wall kerusakan(wal l losses)

antara 0
sebanyak 84 84 buah atau 2.9% dari total tube. Tube yang mengalami mengalami kerusakan(wall kerusakan(wall losses) antara 20

BAB 7 KESIMPULAN DAN SARAN 7.1. Kesimpulan

Berdasarkan dari studi kasus dan pembahasan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa: 1)

Analisa kerusakan material yang terjadi pada Heat Exchanger 4A1105-C CO2 Stripper Gas Reboiler dengan menggunakan metode eddy current examination yang memakai alat R/D Tech MultiScan MS 5800-ER serta software MultiView R/D Tech 6.0 didapatkan rincian sebagai berikut:

Jika dilihat dari banyak nya kerusakan per tube. 











Tube yang tidak dilakukan pemeriksaan adalah sebanyak 56 tube( di plug).



Tube yang tidak terdeteksi adanya kerusakan material ialah sebanyak 2842 tube

Jika dilihat dari persentase distribusi wall loses. 

Tube yang tidak terdeteksi adanya kerusakan (wall losses) sebesar 92.3%(gabungan antara tube yang di plugg dengan tube yang masih murni.



Tube yang mengalami kerusakan (wall losses)

antara

0

antara

20



antara

40

antara

60

antara

80
2)

Pada hasil report yang di dapatkan setelah di lakukan pemeriksaan tube terkait dan juga telah di lakukan analisa pada bab sebelumnya ,tube yang harus di plugg atau di nonaktifkan sebanyak 10 batang tube (60
). karena standar pada tube

Heat Exchanger untuk eddy current examination kehilangan material material lebih dari 60% tube tersebut harus di non aktifkan atau di ganti. Secara garis besar jika dilihat dari banyak nya tube yang tidak terindikasi cacat (92.3%) maka Heat Exchanger

4A-1105-C CO2

Stripper Gas Reboiler tersebut tidak perlu di lakukan penggantian / Retubing. 7.2. Saran

Saran – Saran – saran saran yang dapat disampaikan setelah pelaksanaan kerja praktek di PT. Pupuk Sriwidjaja adalah sebagai berikut : 1)

Sebelum melakukan NDT Eddy Current Examination Examination perlu untuk mempelajari literatur-literatur yang berhubungan dengan NDT,baik berupa apa itu arus elektromagnet,arus eddy,proses terbentuknya arus eddy dan lain-lain agar pada saat pengujian dasar-dasar ilmu yang mengenai eddy current examination ini examination ini sudah di pahami sebelumnya.

2)

Perlu adanya transfer knowladge knowladge kepada mekanik, dimana segala proses yang melibatkan Heat Exchanger ini harus dicacat pada hampir tiap harinya. Agar tidak terjadi unscheduled shutdown

yang

diakibatkan dari kebocoran pada tube-tube tube-tube tersebut yang akan berakibat membahayakan dan mengurangi efisiensi dari Heat Exchanger 4A-1105-C CO2 Stripper Gas Reboiler


3)

Pada saat pemeriksaan eddy current ini harus mengacu pada standar yang berlaku dalam hal ini ASME, Section V, Article V, Article 8, 8, Appendix ( Appendix ( 1 and 2 ), Electromagnetic (eddy current) testing of heat exchanger tubes lah tubes lah yang di pakai.


DAFTAR PUSTAKA Anonim.2008. ECT ECT Inspection Technique.New Technique.New York.Olympus. Arjawa,Ketut.2004.Tubing Arjawa,Ketut.2004.Tubing Inspection Technique.Indonesia:Solus Technique.Indonesia :Solus Infiniti Prima Arjawa,Ketut. 2004.Work 2004. Work Shop Tube Inspection Dengan Dengan Menggunakan Eddy Eddy Current .Indonesia:Pdf .Indonesia:Pdf file. ASME B31. Minimum Minimum Wall Thickness of Pipe. Pipe. New York, 2000, Revision 2003. ASME Handbook.Table A-1 Handbook.Table A-1 Maximum Allowble Strees Value. Value. New York, 2000. ASME. 2010. Article 8, Appendix 1: Eddy 1: Eddy current examination method method for installed non-ferromagnetic steam generator heat exchanger tubing tubing . New York: ASME Press ASTM A192 Sec II.Specification II. Specification For Seamless Carbon Steel Boiler Tubes For High-Pressure Service. Service. New York, 2001, Revision 2003. Callister.JR William D .1940. Material Material Science and Egineering. John Egineering. John Wiley & Sons.Canada.Jr. 4 fourth edition. Departemen Inspeksi Teknik.2015. Direktorat Direktorat

Teknik

dan Pengembangan. Pengembangan.

Palembang: PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang Errata.2004. Calculation of Heater-Tube Thickness in Petroleum Refineries.USA: Refineries. USA: American Petroleum Institute Hasbiama. Buku Hasbiama. Buku Panduan Pegawai Pegawai PT. Pupuk Sriwidjaja, Sriwidjaja, Palembang, 2000. Perry, R.H. 1984.Chemical 1984. Chemical Engineering Handbook. 6th Handbook. 6th ed, Mc. Graw Hill,inc. Rizal, Andrian. Buku Buku Panduan Pegawai PT. Pupuk Sriwidjaja , Palembang, 2011. Smith, J.M. and H.C. Van Ness. 1987 ,Introduction to Chemical Engineering Engineering Thermodinamics. 4th edition. Singapore, Mc. Graw Hill, inc.

Butuh versi lengkap ? (Daptar isi,daptar tabel,Lampiran,Dll) Email me ! : [email protected]


LAPORAN KERJA PRAKTEK PT. PUPUK SRIWIDJAJA PALEMBANG PEMERIKSAAN NDT DENGAN METODE EDDY CURRENT EXAMINATION PADA HEAT EXCHANGER 4A-1105-C CO2 STRIPPER GAS REBOILER PT. PUPUK SRIWIDJAJA

Recommend Documents