KATA PENGANTAR
Alhamdulillah puji syukur kami panjatkan kehadirat ALLAH SWT, Atas segala rahmat, taufik serta hidayahnya sehinnga laporan praktikum ultrasonic inspection ini dapat diselesaikan sebaimana mestinya. Laporan praktikum non destructive testing ( NDT ) ini merupakan tugas setelah melakukan praktium ultrasonic testing. Di harapkan laporan ini menjadi referensi untuk membuat laporan berikutnya. Kritik dan saran saya harapkan untuk memperbaiki pembuatan laporan berikutnya.
Cilegon 21 mei 2012
penulis
ii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ……………………………………………………………. i KATA PENGANTAR ……………………………………………..................... ii DAFTAR ISI ……………………………….……………………………........... iii BAB I PENDAHULUAN ……………………………………………………….. 1 1.1 Latar belakang praktikum …………………………………………….1 1.2 Tujuan praktikum ……………………………………………………..3 1.3 Batasan masalah ………………………………………………………3 1.4 Sistyematika penulisan ………………………………………………..4 BAB II LANDASAN TEORI …………………………………………………….5 2.1 Teori umum …………………………………………………………..5 2.2 Klasifikasi metode …………………………………………………..12 BAB II METODE PENGUJIAN ………………………………………………..13 3.1 Instalasi pengujian …………………………………………………...13 3.2 Prosedur pengujian …………………………………………………..13 BAB 1V ANALISA HASIL PENGUJIAN ……………………………………..14 4.1 Sketsa hasil pengujian ……………………………………………….14 4.2 Analisa jenis cacat …………………………………………………...14 BAB V PENUTUP ……………………………………………………………....15 5.1 Kesimpulan ………………………………………………………….15 5.2 Saran ………………………………………………………………...15 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN DOKUMENTASI PRAKTIKUM SKETSA BENDA KERJA
2
BAB I PENDAHULUAN
Praktikum Ultrasonic Inspection adalah salah satu syarat kurikulum yang harus dipenuhi oleh mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa. Ini dimaksudkan agar mahasiswa dapat mengenal serta mencoba mempraktekkan ilmu yang telah didapat dari bangku kuliah. Praktikum ini dilaksanakan di Laboratorium Non Destructive Testing Jurusan Teknik Mesin-Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa. 1.1 Latar Belakang Praktikum
Pelaksanaan praktikum ini dimaksudkan untuk memberikan kesempatan kepada mahasiswa untuk melakukan pengamatan di lapangan terhadap materimateri yang diperoleh dari kuliah, sehingga di harapkan mahasiswa memperoleh tambahan wawasan dan mendapatkan pengalaman sejak dini untuk melatih kemampuan dan keterampilannya yang nantinya banyak digunakan dalam bidang industry. Dengan menggunakan metode ini, cacat permukaan (surface) dan bawah permukaan (subsurface) suatu komponen dari bahan ferromagnetic dapat diketahui. Prinsipnya adalah Ultrasonics, dengan menggunakan gelombang ultrasonic dengan frequensi antara 0.1 ~ 15 Mhz. Prinsipnya, gelombang ultrasonic dipancarkan dalam material dan gelombang baliknya atau gelombang yang sampai di sisi yang lain di bandingkan dengan kecepatan suara dari material itu sendiri untuk mendapatkan gambaran posisi dari crack. 1.2 Tujuan Praktikum
Untuk mendeteksi cacat pada suatu benda kerja dengan menggunakan metode Ultrasonic Inspection. 1.3 Batasan Masalah
Pada pelaksanaan praktikum ini, mengingat keterbatasan waktu dan kemampuan, tidak semua bidang dapat dipelajari, maka dari itu penulis
3
mambatasi permasalahan sesuai dengan penerapan sesuai dengan penerapan disiplin ilmu yang dipelajari yaitu Ultrasonic Inspection di Laboratorium Non Destructive Testing (NDT). 1.4 Sistematika Penulisan
Untuk penulisan laporan Praktikum Ultrasonic Inspection ini penulis membuat sistematika penulisan sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN Bab ini membahas tentang latar belakang penulisan, waktu dan tempat dilaksanakan Praktikum Ultrasonic Inspection, tujuan praktikum, ruang lingkup atau batasan permasalahan dalam penulisan laporan Praktikum, metodde pengumpulan data dalam menyusun laporan praktikum dan sistematika penulisan laporan praktikum. BAB II LANDASAN TEORI Pada bab ini membahas tentang pengertian umum, prinsip kerja dari Ultrasonic Inspection, dan teknik uji yang digunakan BAB III METODE PENGUJIAN Pada bab ini membahas tentang instalasi pengujian, alat dan bahan yang digunakan, prosedur pengujian Ultrasonic Inspection. BAB IV ANALISA HASIL PENGUJIAN Pada bab ini akan dijelaskan mengenai sketsa hasil pengujian dan hasil analisa jenis cacat setelah praktikum berlangsung. BAB V PENUTUP Pada bagian ini adalah bab terakhir yang berisikan kesimpulan dan saran yang diangkat penulis selama melakukan Praktikum Ultrasonic Inspection di Laboratorium Non Destructive Testing (NDT).
4
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Teori Umum Untuk mendeteksi adanya kerusakan atau cacat pada suatu material maka langkah yang dilakukan adalah dengan melakukan pengujian tidak merusak (Non Destructive Test - NDT). Salah satu metode pengujian tidak merusak (NDT) yang sampai saat ini masih efisien dipakai adalah metode “ Ultrasonic Inspection Penggunaan gelombang suara untuk mencari cacat merupakan metode yang sudah lama dilakukan. Jika sepotong logam dipukul dengan palu, ia akan menghasilkan suara tertentu, dimana irama dan redamannya dipengaruhi oleh adanya cacat internal. Namun teknik pemukulandan mendengarkan bunyi ini hanya dilakukan untuk cacat yang besar. Metode yang lebih dikembangkan adalah dengan menggunakan gelombang suara diatas jangkauan audio yaitu pada frekwensi 1 hingga 5 juta Hz atau disebut juga ultrasonik. Gelombang ultrasonik mempunyai sifat cepat, handal untuk pengujian tidak merusak dan dihasilkan dari peralatan elektronik yang akan menembus logam, cairan dan banyak material lainnya pada kecepatan beberapa ribu kaki per detik. Gelombang ultrasonik untuk pengujian tidak merusak biasanya dihasilkan oleh material piezoelektrik. Dua metode pengujian ultrasonik umum adalah transmisi-tembus dan metode pulsa-echo. Metode transmisi tembus menggunakan sebuah transduser ultrasonik pada setiap sisi objek yang diuji. Jika pulsa listrik pada frekwensi yang sudah diketahui diberikan ke Kristal pemancar, gelombang ultrasonik akan dibangkitkan dan akanmenembus spesimen ke sisi lainnya. Transduser penerima pada sisi yang berlawanan akanmenerima getaran dan akan merobahnya ke sinyal listrik dan dikuatkan dan kemudian ditampilkan di tabung CRT (cathode-ray tube) pada osiloskop, sebuah meter atau indikator lainnya. Jika gelombang ultrasonik berjalan menembus spesimen tanpa menemukan cacat, sinyalyang diterima relatif besar, jika ada cacat pada jalur rambat gelombang ultrasonik, sebagianenergi akan
5
dipantulkan
dan
sinyal-sinyal
yang
diterima
oleh
transduser
penerima
akan berkurang.
Metode pulsa-echo hanya menggunakan satu transduser yang berfungsi sebagai pemancar dan penerima. Pola osiloskop untuk metode pulsa-echo akan serupa. Ketika gelombang suara memasuki material yang diuji, sebagian akan dipantulkan kembali ke kristaldimana akan dirubah menjadi impuls listrik. Impuls ini diperkuat dan dirobah menjadi suatuindikasi pada layar osiloskop. Ketika gelombang suara mencapai sisi lain material, ia akandipantulkan kembali dan akan menghasilkan indikasi yang lain di layar osiloskop pada suatu jarak di kanan indikasi pertama. Jika ada cacat antara permukaan depan dan permukaan belakangmaterial, akan muncul indikasi ketiga pada layar diantara dua indikasi permukaan depan dan belakang. Karena indikasi-indikasi pada layar osiloskop mengukur waktu antara pantulan pulsadari permukaan depan dan belakang, maka jarak indikasi adalah merupakan ketebalan material.Oleh sebab itu lokasi cacat bisa ditentukan secara akurat dari indikasi yang terlihat pada layar.Untuk pengujian
benda
besar,
lapisan
tipis
minyak
akan
membuat
kontak
transduser dengan benda uji lebih baik. Untuk benda kecil, benda bias dicelupkan pada tangki berisi air,minyak atau gliserin. Transduser akan memancarkan gelombang suara menembus medium dan benda yang diuji (gambar 1-38).Inpeksi ultrasonik digunakan untuk mendeteksi dan mencari lokasi cacat seperti rongga pengkerutan, retak internal, porositas dan inklusi dari bahan non logam besar.
Uji tak rusak (NDT) adalah grup macam teknik analisis yang digunakan dalam ilmu pengetahuan dan industri untuk mengevaluasi sifat dari komponen, material atau sistem tanpa menyebabkan kerusakan. Karena NDT tidak permanen mengubah anggaran yang diperiksa, itu adalah sangat -berharga teknik yang dapat menghemat uang dan waktu dalam evaluasi produk, pemecahan masalah, dan
6
penelitian. NDT umum metode ini termasuk ultrasonik, magnetik-partikel, penetran cair, radiografi, dan pengujian eddy-saat ini. NDT adalah alat yang sering digunakan dalam rekayasa forensik, teknik mesin, teknik elektro, teknik sipil, rekayasa sistem, teknik penerbangan, obatobatan, dan seni. Pada dasarnya, tes ini dilakukan untuk menjamin bahwa material yang kita gunakan memiliki mutu yang baik sesusai dengan standar yang berlaku. NDT ini di jadikan sebagai bagian dari kendali mutu komponen dalam proses produksi terutama untuk industry fabrikasi. Dalam aplikasinya NDT menggunakan bermacam – macam metode yang sekarang terus berkembang untuk memperoleh cara yang lebih baik. Beberapa metode Non Destructive Testing meliputi : 1. Visual Inspection (VT)
Sering kali metode ini merupaka langkah yang pertama kali diambil
dalam
melaksanakan
NDT/
Metode
ini
bertujuan
menemukan cacat atau retak permukaan dan korosi pada material. Dalam hal ini tentu saja adalah retak, cacat yang dapat terlihat oleh mata telanjang atau dengan bantuan alat seperti kaca pembesar, kaca atau borescopes. 2. Liquid Penetrant Test (PT)
Liquid Penetrant Test atau biasa disebut DYE penetrant test merupakan salah satu metode NDT. Metode ini digunakan untuk menemukan cacat di permukaan dari suatu material, baik logam maupun non logam, seperti keramik dan plastic fiber. Melalui metode ini, cacat pada permukaan material akan terlihat. Caranya adalah
dengan
memberikan
cairan
berwarna
terang
pada
permukaan material yang diinspeksi, viasanya warna merah. Cairan ini harus memiliki daya penetrasi yang baik dan viskositas yang rendah agar dapat masuk pada cacat di permukaan material. Selanjutnya, penetrant yang tersisa di permukaan material di
7
singkirkan dengan cairan pembersih. Cacat akan nampak jika ada cairan penetrant yang tertinggal dicelah permukaan material setelah developer disemprotkan. Untuk menentukan cacat atau tidaknya suatu material tergantung standar apa yang digunakan serta pengalaman dari non Destructive technician itu sendiri, sebab butuh ketelitian tinggi walaupun metode ini terlihat sederhana . Kelemahan dari metode ini antara lain adalah bahwa metode ini hanya bisa diterapkan pada permukaan terbuka. Metode ini tidak dapat di terapkan pada komponen dengan permukaan kasar, berlapis, atau berpori. Metode ini juga tidak dapat untuk mendetksi crack di dalam material. 3. Magnetic Particle Inspection (MT)
Dengan menggunakan metode ini, cacat permukaan (surface) dan bawah permukaan (subsurface) sutu komponen dari bahan ferromagnetic dapat di ketuhi. Prinsipnya adalah dengan memagnetisasi bahan yang akan di uji. Adanya cacat yang tegak lurus arah medan magnet akan menyebabkan kebocoran medan magnet. Kebocoran medan magnet ini mengindikasikan adanya cacat pada material. Cara yang di gunakan untuk mendeteksi adanya kebocoran medan magnet adalah dengan menaburkan partikel magnetic dipermukaan. Partikel – partikel tersebut akan berkumpul pada daerah kebocoran medan magnet. Kelemahan metode ini hanya bisa diterapkan untuk metraial ferromagnetic. Selain itu, medan magnet yang dibangkitkan harus tegak
lurus
atu
memotong
daerah
ratak
serta
diperlukan
demagnetisasi di akhir inspeksi. 4. Eddy Current Test atau Elektromagnetic Test (ET)
Inspeksi Prinsipnya,
arus
ini
memanfaatkan
listrik
dialirkan
prinsip pada
electromagnet.
kumparan
untuk
membangkitkan medan magnet di dalamnya. Jika medan magnet ini dikenakan pada benda logam yang akan diinspeksi, maka akan
8
terbangkit arus Eddy. Arus Eddy kemudian menginduksi adanya medan magnet. Medan magnet pada benda akan berinteraksi dengan medan magnet pada kumparan dan mengubah impedansi bila ada cacat. Indikasi cacat dapat terlihat saat menaburkan serbuk magnetic diatas permukaan material. Keterbatasan dari metode ini yaitu hanya dapat di terapkan pada permukaan yang dapat di jangkau. Selain itu, metode ini juga hanya di terapkan pada bahan logam saja. 5. Ultrasonic Inspection (UT)
Prinsip yang digunakan adalah prinsip gelombang suara. Gelombang suara yang dirambatkan pada specimen uji dan sinyal yang ditransmisi atau dipantulkan diamati dan interpretasikan. Gelombang ultrasonic yang digunakan memiliki frekuensi 0,5 – 20 MHz. Gelombang suara akan terpengaruh jika ada void, retak, atau delaminasi pada material. Gelombang ultrasonic ini dibangkitkan oleh tranducer dari bahan piezoelektri yang dapat merubah energy listrik menjadi energy getaran mekanik kemudian menjadi energy listrik lagi. 6. Radiographic Inspection (RT)
Metode NDT ini dapat untuk menemukan cacat pada material dengan menggunakan sinar X dan sinar gamma. Prinsipnya, sinar X dipancarkan menembus material yang diperiksa. Saat menembus objek, sebagian sinar akan diserap sehingga intensitasnya berkurang. Intensitas akhir kemudian direkam pada film yang sensitive. Jika ada cacat pada material maka intensitas yang terekam pada film tentu akan bervariasi. Hasil rekaman pada film ini lah yang akan memperlihatkan bagian material yang mengalami cacat. 7. Acoustic Emission Testing (AE)
Acoustic Emission (AE) adalah keluarnya gelombang akustik, dalam range frekuensi 20 Khz – 1 Mhz dari suatu material
9
ketika material tersebut mengalami pemebanan / stimulasi oleh gangguan luar. Emisi akustik ini diibangkitkan dari deformasi local, misalnya berupa retak (crack) yang mengakibatkan stress local dan mengemisikan energy pulsa elastic yang akan merambat ke seluruh interior material. Sensor diletakkan pada permukaan komponen / struktur material untuk menagkap energy ini. Sinyal emisi diamplifikasi dan difilter oleh system pengelolah sinyal untuk kemudian dimonitor pada layar PC secara real time. Lokasi kerusakan material dapat diketahui dengan cara mengekstrak koordinat sumber AE seakurat mungkin. Sangat berguna untuk investigasi kerusakan local, khususnya
dalam skala mikro,
didalam material. Selain itu mampu memonitor seluruh system secara bersamaan dan real time. Bahkan saat material tersebut sedang dioperasikan dalam suatu kegiatan industry. 8. LEAK TEST (LT)
Leak Test adalah pengujian tingkat kebocoran yang terjadi pada komponen yang bertekanan saat berada pada kondisi tertutup rapat. Metode ini dapat diaplikasikan dengan menggunakan electronic listening devices, pressure gauge measurements, gas dan cairan penetrant, atau cara yang sederhana menggunakan busa sabun. Biasanya ini dilakukan pada reinforcing pad of opening, menggunakan udara. Kadang – kadang di counter cheek dengan bubble soap. Sehingga sering di sebut juga bubble test. Diaplikasikan pada semua peralatan yang mempunyai pads pada bagian pressure (PV, HE, Tank, dll). Bisa juga leak test di lakukan tanpa sabun. Material diinjeksi dengan udara bertekanan dan di rendam dalam tanki air untuk beberapa waktu (di gunakan dalam pengetesan fuel tank untuk forklift). Ini lebih efektif dibandingkan dengan sabun.
10
2.2 Klasifikasi Metode Ultrasonic 2.2.1 Metode Transmisi Tembus
Metodetransmisi
tembus
menggunakan
sebuah
transduser ultrasonik pada setiap sisi objek yang diuji. Jika pulsa listrik pada frekwensi yang sudah diketahui diberikan ke Kristal pemancar, gelombang ultrasonik akan dibangkitkan dan akanmenembus spesimen ke sisi
lainnya.
Transduser
penerima
pada
sisi
yang
berlawanan
akanmenerima getaran dan akan merobahnya ke sinyal listrik dan dikuatkan dan kemudian ditampilkan di tabung CRT (cathode-ray tube) pada osiloskop, sebuah meter atau indikator lainnya. Jika gelombang ultrasonik berjalan menembus spesimen tanpa menemukan cacat, sinyalyang diterima relatif besar, jika ada cacat pada jalur rambat gelombang ultrasonik, sebagianenergi akan dipantulkan dan sinyal-sinyal yang diterima oleh transduser penerima akan berkurang.
Gambar 2.1. Cacat dengan Metode Dry Visible
2.2.2 Metode Pulsa-Echo
Metode pulsa-echo hanya menggunakan satu transduser yang berfungsi sebagai pemancar dan penerima. Pola osiloskop untuk metode pulsa-echo akan serupa. Ketika gelombang suara memasuki material yang diuji, sebagian akan dipantulkan kembali ke kristaldimana akan dirubah menjadi impuls listrik. Impuls ini diperkuat dan dirobah menjadi suatuindikasi pada layar osiloskop. Ketika gelombang suara mencapai sisi
11
lain material, ia akandipantulkan kembali dan akan menghasilkan indikasi yang lain di layar osiloskop pada suatu jarak di kanan indikasi pertama. Jika ada cacat antara permukaan depan dan permukaan belakangmaterial, akan muncul indikasi ketiga pada layar diantara dua indikasi permukaan depan dan belakang. Karena indikasi-indikasi pada layar osiloskop mengukur waktu antara pantulan pulsadari permukaan depan dan belakang, maka jarak indikasi adalah merupakan ketebalan material.Oleh sebab itu lokasi cacat bisa ditentukan secara akurat dari indikasi yang terlihat pada layar.Untuk pengujian benda besar, lapisan tipis minyak akan membuat kontak transduser dengan benda uji lebih baik. Untuk benda kecil, benda bias dicelupkan pada tangki berisi air,minyak atau gliserin. Transduser akan memancarkan gelombang suara menembus medium dan benda yang diuji (gambar 1-38).Inpeksi ultrasonik digunakan untuk mendeteksi dan mencari lokasi cacat seperti rongga pengkerutan, retak internal, porositas dan inklusi dari bahan non logam besar.
12
BAB III METODE PENGUJIAN
3.1 Intalasi Pengujian Sebelum pengujian dengan menggunakan metode Ultrasonic ada beberapa hal yang perlu di persiapkan yaitu mengkalibrasi alat. Alat dan Bahan Praktikum:
transducers
detector cacat
Standar kalibrasi
3.2 Prosedur Pengujian
1. Melakukan kalibrasi alat 2. Melakukan inspection 3. Mencatat hasil inspection
13
BAB IV ANALISA HASIL PENGUJIAN
4.1 Sketsa Hasil Pengujian
4.2 Analisa Jenis Cacat Dari pengujian yang kami lakukan terdapat cacat yang berbentuk celah dengan panjang yang berbeda dan letak yang berbeda dan kedalam berbeda.
14
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan Pengujian logam diantaranya ada 2 cara, yaitu dengan cara merusak dan tidak merusak. Dengan cara merusak diantaranya dengan cara pengujian tarik, pengujian tekan, dan pengujian lengkung. Pengujian dengan cara tidak merusak diantaranya Visual Inspection ( VT ), Liquid Penetrant Test ( PT ), Magnetic Particle Inspection ( MT ), Eddy Current Test atau Elektromagnetic Test ( ET ), Ultrasonic Inspection ( UT ), Radiographic Inspection (RT), Acoustic Emission Testing (AE), LEAK TEST ( LT ). Dari pengujian logam tersebut kita dapat mengetahui kekuatan dari logam tersebut. Pada
praktikum
Inspection.Prinsipnya
NDT
adalah
ini
menggunakan
gelombang
suara.
metode
Gelombang
Ultrasonic suara
yang
dirambatkan pada specimen uji dan sinyal yang ditransmisi atau dipantulkan diamati dan interpretasikan. Gelombang ultrasonic yang digunakan memiliki frekuensi 0,5 – 20 MHz. Gelombang suara akan terpengaruh jika ada void, retak, atau delaminasi pada material.
5.2 Saran Pada percobaan praktikum non destructive testing (NDT) dengan metode Ultrasonic inspection dilakukan pada tempat yang terang.
15
DAFTAR PUSTAKA Asisten.2011. Modul Praktikum Non Destructive Testing (NDT). Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa. Cilegon www. Google (Ultrasonic Inspection).com.
16
