Non Destructive Test Berdasarkan ASME V

Non Destructive Test Berdasarkan ASME V 1. Visual Examination 2. Liquid Penetrant Examination 3. Magnetic Particle Examination Examination 4. Ultrasonic Examination 5. Eddy Current Examination 6. Radiographic Examination 7. Acoustic Emission Examination

Dibuat dari berbagai sumber Email : [email protected]

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2017

1

Universitas Sriwijaya

2

BAB III TINJAUAN PUSTAKA III.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. Dari tipe keberadaan crack , kerusakan atau cacat pada material NDT dapat dibedakan dalam 2 macam, yaitu: surface yaitu: surface crack dan dan inside crack . Sebaiknya Pada saat pengujian maka harus sudah ditentukan dahulu targetnya (misal surface (misal surface crack atau inside crack ), ), baru digunakan metoda NDT yang tepat. Berdasarkan ASME V,Terdapat beberapa metode pengujian Non pengujian Non Destructive Test (NDT),yaitu (NDT),yaitu :


3

8. Visual Examination 9. Liquid Penetrant Examination 10. Magnetic 10. Magnetic Particle Examination 11. Ultrasonic Examination 12. Eddy 12. Eddy Current Examination 13. Radiographic 13. Radiographic Examination 14. Acoustic 14. Acoustic Emission Examination

III.1.1

V i sua suall E xami xami na natti on Sering terlewatkan dalam penggunaan metode NDT, inspeksi secara visual

adalah satu yang biasanya paling mewakili pengertian apa yang dimaksud dengan uji non-destructive. non-destructive. Inspeksi visual memerlukan sumber cahaya yang memadai pada permukaan objek, serta pengelihatan yang baik dari tester. Untuk inspeksi visual yang efektif untuk dilakukan maka, perlu untuk memperhatikan syarat-syarat khusus karena ini memerlukan latihan (pengetahuan produk dan proses, antisipasi keadaan, kriteria, dan catatan lainnya) dan uji ini memiliki peralatan tersendiri.

Fakta bahwa bahwa semua kecacatan dan kerusakkan

ditemukan oleh metode NDT lainnya dapat dibuktikan setelah melewati inspeksi secara visual. Uji visual dapat diklasifikasikan dalam berapa kelas seperti direct visual testing, remote visual testing dan dan translucent visual testing . Kebanyakan peralatan pada uji visual yang digunakan seperti pada gambar 3.1, flash light , lensa optik, cermin dan kaca pembesar (2-10x). Untuk pemeriksaan internal atau bagian dalam, lensa seperti pada borescope dapat digunakan untuk melakukan pemeriksaan. Untuk dokumentasi secara secar a permanen maka dapat digunakan kamera untuk merekam atau mengambil gambar letak dan bentuk kecacatan yang ada.

III.1.1.1 Penggunaan uji visual meliputi: meliputi:

(1) Pemeriksaan kondisi permukaan spesimen. (2) Pemeriksaan kesejejajaran permukaan. (3) Pemeriksaan bentuk komponen.


4

(4) Pemeriksaan bukti kecacatan spesiemen. (5) Pemeriksaan untuk kecacatan spesimen bagian dalam.

( International International Atomic Energy Agency, Agency, 2000) Gambar 3.1. Berbagai alat yang digunakan pada uji visual.

(a) Cermin, untuk pengamatan normal menggunakan cermin datar, dan untuk pembesaran lebih dapat menggunkan cermin permukaan permukaan cekung. (b) Kaca pembesar standar (pembesaran 2-3x). (c) Kaca pembesar khusus, dengan akurasi deteksi yang lebih baik (pembesaran 5-10x.) (d) Inspection (d) Inspection glass, glass, (pembesaran 5-10x). (e) Borescope atau intrascope (pembesaran 2-3x) Visual Examination Examination merupakan salah satu metoda pengujian jenis NDT (Non-Destructive Test) Test) biasanya metode ini menjadi langkah yang pertama kali diambil dalam NDT. Metode ini bertujuan menemukan cacat atau retak permukaan dan korosi dengan bantuan instrument optik,crack optik, crack yang berada dipermukaan material dapat diketahui.Visual diketahui.Visual Inspection adalah metode inspeksi yang paling dasar dan umum digunakan di dunia industri. Peralatan dalam Visual Inspection, diantaranya: fiberscopes diantaranya: fiberscopes,, borescopes, borescopes, kacamata pembesar dan cermin, video dengan zoom zoom dalam pemeriksaan vessel , tangki besar dan kapal, gerbong


5

kereta,tangki, saluran saluran pembuangan,dll.Metode visual v isual examination dengan examination dengan tujuan untuk menginspeksi secara langsung benda yang akan diuji apakah benda tersebut terdapat kerusakan atau tidak. Baru setelah itu dilakukan pengujian ke tahap-tahap lain, untuk memastikan apakah benda tersebut layak pakai, perlu diperbaiki atau diganti.

III.1.1.2 Instrumen untuk Pengujian Visual

Mata

manusia

adalah

sensor

yang

sangat

bagus

dan

dengan

itu,memungkinkan untuk dengan mudah melihat banyak karakteristik material seperti bentuk, warna, gloss, gloss, shades, shades, kecepatan, perspektif dll dan diskontinuitas di dalamnya. Mata manusia merupakan komponen penting dalam melakukan visual NDT. Pemeriksaan visual yang dilakukan oleh inspektur berpengalaman dapat mengungkapkan kondisi umum komponen. Biasanya, teknik visual digunakan untuk memeriksa kebersihan, misalignments misalignments dan ketidakcocokan, benda asing dll. Alat bantu optik biasanya direkomendasikan untuk pemeriksaan visual, pada dasarnya untuk tujuan pembesaran dan juga untuk memeriksa area yang tidak terjangkau. Untuk pemeriksaan permukaan tube, tube, lubang dan bilik.Boroskop, endoskopi, dan teleskop lah yang digunakan (Baldev Raj et al 1997). Panjang dan diameter borescope bisa bervariasi tergantung dari dimensi objek. Bagian ekstensi tersedia dalam panjang 1, 2, 3 m, memungkinkan perakitan borescopes sampai 10 m. Berbagai desain borescopes digunakan untuk kondisi yang berbeda ,ini meliputi desain angulated, calibrated, panoramic, wide field, dan lain lain. Belakangan ini, dengan tersedianya borescopes serat optik yang fleksibel, kamera charge coupled device device (CCD), dan perangkat lunak pengolah gambar berbasis komputer, memungkinkan untuk memeriksa sudut, permukaan bengkok, dan permukaan yang tidak dapat diakses. Dengan menggunakan instrumen ini, memungkinkan untuk mengambil gambar tajam dan jernih dari bagian-bagian objek permukaan dan melakukan evaluasi kuantitatif. Sebagian besar flexiscopes memiliki lensa obyektif sudut lebar yang menyediakan sampai dengan

100x

pembesaran pandangan, serta fokus yang dapat diatur. Biasanya, Biasan ya, untuk keperluan ke perluan Universitas Sriwijaya

6

industri, alat-alat visual optic ini dibangun dengan disertai sistem serat optik dengan lapisan baja fleksibel. Diameter dan panjang flexiscopes biasanya disesuaikan

tergantung

kebutuhan.

Pemilihan

instrumen

visual

terutama

bergantung pada faktor-faktor seperti geometri objek dan akses,ukuran cacat cac at yang diharapkan dan persyaratan resolusi. Kelima elemen dasar dalam tes visual adalah benda uji, inspektur, instrumen optik, iluminasi dan rekaman. Masing-masing elemen berinteraksi dengan yang lain dan mempengaruhi hasil tes. Jarak objektif, ukuran objek, ukuran diskontinuitas, reflektifitas, ukuran port masuk, ketebalan objek dan arah pandang adalah aspek penting

dari objek uji yang mempengaruhi uji visual.

Reflektifitas adalah faktor lain yang mempengaruhi iluminasi. Permukaan gelap seperti yang dilapisi deposit karbon memerlukan tingkat iluminasi yang lebih tinggi daripada permukaan ringan. Teknik visual adalah teknik NDT yang paling sederhana, cepat, dan banyak digunakan untuk pemeriksaan permukaan material (McIntire P dan Moore P O 1996). Teknik visual juga digunakan untuk memverifikasi adanya atau tidak adanya retakan, korosi dan bentuk degradasi bahan pada saat proses inspeksi. Pengujian visual dilakukan sesuai dengan kode, standar, spesifikasi dan prosedur yang berlaku. Misalnya, pengujian visual terhadap bejana reaktor nuklir dan komponen internalnya dilakukan sesuai dengan peraturan program uji perbaikan pabrik dan persyaratan khusus dari badan pengatur misalnya American nuclear regulatory commission. Sebagian besar pengujian NDT berada pada pengawasan dan

standar

ASME

yang

merupakan

bagian

dari

program

inspeksi

perbaikan.Sebagai contoh, pada section XI merekomendasikan pengujian visual untuk pemeriksaan kondisi komponen, komponen atau permukaan, untuk identifikasi kebocoran dan untuk pemeriksaan kondisi mekanis dan struktural. Section ini juga memberikan prosedur uji terperinci. Personal berkualifikasi diwajibkan untuk melakukan tes visual ini. Dalam kebanyakan kasus, ditentukan bahwa permukaan uji harus bebas dari terak, kotoran, minyak, kotoran las atau kontaminan lainnya. Sebelum pengujian visual, inspector biasanya biasanya diberi tes ketajaman penglihatan dan tes buta warna ,tes rabun


7

yang diperiksa untuk setiap mata dan untuk kedua mata. Demikian pula, sudut pandang mata sangat penting selama pengujian visual, terutama bila informasi kuantitatif dapat diperoleh.Seorang inspector harus memahami sudut pandang mata dalam proses visual examination dan juga periode waktu saat pemeriksaan, Sudut pandang pandang tidak boleh lebih dari dari 45 dari mata yang normal .dan juga juga periode waktu di mana inspektur manusia diizinkan untuk bekerja biasanya dibatasi sekitar 2 jam secara terus menerus untuk menghindari kesalahan mengenai keakuratan dan kerusakan visual.

Gambar 3.2.Proses visual inspection.

ui d P enetrant netrant E xami xami na nation tion III.1.2 L i quid Metode Liquid Penetrant

Test merupakan metode

NDT yang lakukan setelah visual examination. examination. Metode ini digunakan untuk menemukan cacat di permukaan terbuka dari komponen solid, baik logam maupun non logam.Melalui metode ini, cacat pada material akan terlihat lebih jelas. Caranya adalah dengan memberikan cairan berwarna terang pada permukaan yang di periksa. Cairan ini harus memiliki daya penetrasi yang baik dan viskositas yang rendah agar

dapat masuk pada cacat dipermukaan material. Selanjutnya, penetrant yang tersisa di permukaan

Gambar 3.3 Penerapan penetrant test pada benda

material disingkirkan. Cacat akan nampak jelas jika perbedaan warna penetrant


8

dengan latar belakang cukup kontras. Seusai inspeksi, penetrant yang tertinggal dibersihkan dengan penerapan developer. Diskontinuitas yang mampu dideteksi dengan pengujian ini adalah diskontinyuitas yang bersifat terbuka ke permukaan dengan prinsip kapilaritas seperti pada gambar . Deteksi diskontinuitas dengan cara ini tidak terbatas pada ukuran, bentuk arah diskontinyuitas, struktur bahan maupun komposisinya. Liquid penetrant

dapat meresap kedalam celah diskontinyuitas yang sangat kecil.

Pengujian penetrant tidak dapat mendeteksi kedalaman dari diskontinuitas. diskontinuitas. Proses ini banyak digunakan untuk menyelidiki keretakan permukaan ( surface ( surface cracks), cracks), kekeroposan ( porosity), porosity), lapisan-lapisan bahan, dll. Penggunaan uji liquid penetrant tidak terbatas pada logam ferrous logam ferrous dan dan non ferrous saja ferrous saja tetapi juga pada keramik, plastik, gelas, dan benda-benda hasil powder hasil powder metalurgi. metalurgi.

Gambar 3.3. Proses Kapilaritas pada spesimen uji

Kelemahan dari metode ini antara lain adalah bahwa metode ini hanya bisa diterapkan pada permukaan terbuka. Metode ini tidak dapat diterapkan pada komponen dengan permukaan kasar, berpelapis, atau berpori. Adapun tahapan lebih jelasnya adalah sebagai berikut :

pengujian penetrant test III.1.2.1 Tahapan-tahapan pengujian penetrant 1. Persiapan Permukaan: Salah satu langkah yang paling penting dari pengujian penetrant

cair adalah persiapan permukaan. Permukaan harus bebas dari

minyak, lemak, air, atau kontaminan lainnya yang dapat mencegah penetrant masuk. 2. Aplikasi penetrant : Setelah permukaan telah dibersihkan dan dikeringkan, bahan penetrant

di apikasikan dengan penyemprotan, menyikat, atau

merendam bagian dalam bak penetrant .


9

3. Dwell Time: Time: penetrant yang tersisa di permukaan selama waktu yang yang cukup dapat

memungkinkan

penetrant

untuk menarik atau meresap ke cacat. Waktu bervariasi tergantung pada aplikasi,

bahan

penetrant

yang

digunakan, bahan yang di uji, bentuk material yang diperiksa, dan jenis diskontinuitas yang diperiksa. Waktu minimum biasanya berkisar dari lima sampai 60 menit. Secara umum, tidak ada salahnya menggunakan waktu lebih lama lagi selama penetrant penetrant tidak dibiarkan kering. Waktu yang ideal ideal sering ditentukan oleh eksperimen dan mungkin sangat spesifik untuk aplikasi tertentu. 4. Excess Penetrant

Removal :Ini

adalah bagian yang paling penting dari

prosedur

dikarenakan

pemeriksaan

kelebihan

penetrant

harus dihilangkan dari permukaan sampel

sehingga

dapat

memperlihatkan cacat. Proses ini Tergantung pada sistem penetrant

yang

digunakan, langkah ini mungkin melibatkan pembersihan dengan pelarut, pembilasan langsung dengan air, atau di aplikasikan dengan emulsifier dan kemudian membilasnya kembali dengan air. 5. Application

Developer :

Material

yang telah di bersikan selanjutnya di beri

bahan

develover ,hal ,hal

ini

mengakibatkan penetrant yan sudah berada di dalam keretakan timbul kembali sehingga keretakan dapat terlihat. 6. Inspeksi atau finding indication: indication: Setelah development terjadi, pemeriksaan permukaan dilaksanakan dibawah cahaya yang cukup atau ultraviolet,


10

bergantung pada jenis penetrant yang di gunakan untuk mendeteksi adanya cacat atau indikasi lain dari dar i setiap kekurangan yang mungkin terjadi. 7. Pembersihan permukaan : Langkah terakhir dalam proses ini adalah proses pembersihan terakhir untuk benar-benar membersihkan permukaan bagian sampel. Tabel 3.1 Minimal Dwell Times

Pengujian penetrant

berhasil digunakan pada hampir semua material,

termasuk benda logam dan non logam. Material logam meliputi aluminium, magnesium, titanium, besi tuang, stainless steel, produk biji besi, tembaga, kuningan, dan perunggu, dan juga paduan umum lainnya. Material non logam meliputi keramik, plastik,bahan karet, komposit, komposit, dan kaca.Pengujian Penetrant dibatasi oleh ketidakmampuannya untuk menguji bahan dengan diskontinuitas yang TIDAK TERBUKA ke permukaan atau memiliki permukaan yang sangat keropos.

III.1.2.2 Kemampuan penetrasi

Kemampuan penetrasi 1. kemampuan penetrasi tergantung pada tegangan permukaan dan sudut kontak cairan penetrant 2. kekuatan pembasahan adalah kemampuan penetrant untuk menyebar menyebar di atas permukaan yang padat. Universitas Sriwijaya

11

3. Sudut kontak menentukan kekuatan pembasahan. Sudut kontak yang lebih kecil, maka semakin tinggi kemampuan pembasahan. 4. Karakteristik viskositas meliputi viskositas meliputi kecepatan penetrasi dan kedalaman

Gambar 3.4. Sudut kontak kontak dalam pemberian pemberian penetrant pada material uji

Secara historis, inspeksi penetrant disebut metode "minyak dan pemutih". Metode minyak dan pemutih digunakan di industri kereta api. Pada awal 1900-an penggunaan prinsip-prinsip penetrants yang pertama kali diketahui adalah untuk mendeteksi celah-celah. Pada tahun 1940-an, pewarna fluorescent atau visible ditambahkan ke minyak yang digunakan untuk menembus benda uji. Metode minyak dan pemutih awalnya menggunakan minyak pelumas gelap yang setelah itu di tipiskan oleh minyak tanah diikuti dengan penerapan lapisan putih atau kapur tulis, yang menyerap minyak dari celah yang menunjukkan lokasi cacat mereka.


12

Secara umum, umum, bahan yang digunakan dalam inspeksi penetrant

dapat

mudah terbakar dan dapat menyebabkan iritasi kulit. 1. RADIASI ULTRAVIOLET - Spektrum cahaya sinar ultraviolet yang dihasilkan dari lampu busur merkuri dapat menyebabkan sengatan sinar matahari dan mungkin berbahaya bagi mata. Namun, jika filter yang tepat saat pemeriksaan penetrant flourescent digunakan, digunakan, sinar berbahaya tentunya akan disaring. Seorang inspektor yang menggunakan sinar ultraviolet untuk melakukan tes penetrant

flourescent diharuskan mengenakan kacamata

kuning untuk menghalangi sinar ultraviolet dari mata mereka.\ 2. KEBAKARAN - banyak bahan penetrant

mudah terbakar. Peraturan

Keselamatan dan Kesehatan Kerja (OSHA) mensyaratkan bahwa bahan penetrant yang digunakan di tangki terbuka memiliki titik nyala n yala lebih besar dari 93 ° C. Semakin tinggi titik nyala suatu material, semakin sedikit bahaya kebakaran yang ditimbulkannya. 3. IRRITASI KULIT - Iritasi kulit dapat dihindari dengan mencegah kontak yang tidak perlu dan dengan penggunaan sarung tangan, celemek, dan krim tangan pelindung. 4. POLUSI UDARA - bubuk yang berkembang dianggap tidak beracun namun inhalasi (menguap) yang berlebihan harus dihindari. 5.

PENYEBARAN BAHAN PENETRANT

- Sampah Penetrant

harus

dikumpulkan dan dirawat. Ini bisa sangat mahal; Cara terbaik untuk mengurangi biaya ini adalah dengan mengendalikan jumlah bahan penetrant yang digunakan.


13

ui d P enetrant netrant T esting III.1.2.3 Klasifikasi L i quid Klasifikasi Liquid Liquid Penetrant Testing

DYE (COLOUR)

TYPE I FLUORECENT

METHODES

CLEANER

DEVELOPER

- WATER WASHABLE

DRY

- WW:WATER

- POST EMULSIFABLE

WET AQUEOS

- PE:WATER

- SOLVENT REMOVABLE

WATER SOLUBLE

- SR:SOLVENT

WATER SUSPANDABLE - WET NON AQUEOS I

TYPE II VISIBLE

Halogenated NonHalogenated NonHalogenated

WATER WASHABLE POST EMULSIFABLE SOLVENT REMOVABLE

DRY (Not Recommended) WW:WATER

WET AQUEOS

PE:WATER

WATER SOLUBLE WATER SUSPANDABLE WET NON NON A UEOS UEOS I - WET

SR:SOLVENT Halogenated NonHalogenated NonHalogenated

DUAL SENSITIVITY

WATER WASHABLE POST EMULSIFABLE

DRY WET AQUEOS WATER SOLUBLE WATER SUSPANDABLE - WET NON AQUEOS I

- WW:WATER - PE:WATER

Halogenated NonHalogenated NonHalogenated

Penetrant yang digunakan dalam pengujian tak rusak dapat dikategorikan dengan jenis pewarna yang dikandungnya :


14

1. Flourecent : Penetrants mengandung pewarna fluorescent (bronze atau kuning atau Biru-hijau) yang memancarkan sinar cahaya tampak bila dilihat di bawah cahaya hitam. 2. VISIBLE (Warna Kontras) : Penetrant yang mengandung warna (biasanya merah) Pewarna dan sangat terlihat dalam kondisi pencahayaan normal. 3. DUAL SENSITIVITY (Dual Response) Response) : Penetrants yang mengandung kombinasi pewarna yang terlihat dan neon.

Penetrant dapat dikategorikan lebih lanjut dengan proses proses yang digunakan digunakan untuk menghilangkan kelebihan penetrant dari spesimen.

1. Water Washable penetrants adalah penetrant yang dapat dicuci dengan dengan air, dapat diemulsikan sendiri atau dilepas dengan air biasa. 2. Post Emulsifable penetrants adalah penetrant

yang membutuhkan

pengemulsi terpisah agar penetrant bisa dicuci. 3. Solvent Removable penetrants Pelarut penetrant yang harus dilepaskan dengan pelarut yang khas bila menggunakan zat warna yang terlihat dalam kaleng semprot bertekanan.

Water Washable (WW) Penetrants adalah penetrant

yang mempunyai

peng emulsi sendiri atau biasa disebut “ self-emulsifying ” penetrant . Penetrant ini larut dalam air dan mudah untuk dibersihkan. Pengemulsi built-in ini memiliki kelemahan keandalan yang buruk dalam mendeteksi diskontinuitas yang lebar atau dangkal. Dalam metode ini pmbersihan dilakukan dengan air. Penetrant yang dapat dibersihkan berupa flouroscent atau visible dye. dye. Proses yang dilakukan cepat dan efisien. Tetapi proses pembersihan sendiri harus hati-hati agar penetrant tidak terbasuh habis.

Gambar di bawah ini merupakan langkah-langkah dalam tes penetrant yang dapat dicuci dengan air (Water ( Water Washable Penetrants ): Penetrants ):


15

dapat dicuci dengan air Gambar 3.5. langkah-langkah dalam tes penetrant yang dapat (Water Washable Penetrants ) Penetrants )

Tabel 3.2 kelebihan dan kekurangan water washable penetrants


16

Post Emulsifable penetrants (PE) penetrants (PE) adalah penetrant yang tidak larut dalam air. Penetrant ini tidak mengandung zat pengemulsi. Penembus penetrant harus di beri dengan zat pengemulsi sebelum bisa dilepaskan dengan cara di bilas atau di cuci air . Postemulsifier system ini system ini digunakn untuk mendeteksi retakan-retakan yang sangat kecil. Sehingga penetrant yang digunakan digunakan tidak bisa dibasuh dengan air. Metode ini dilakukan dengan melarutkan penetrant penetrant dengan oli, oli, kemudian dengan membubuhkan membubuhkan emulsifier agar penetrant yang tertinggal tidak larut dalam air. Sehingga Sehingga ketika dibasuh dengan dengan air penetrant yang tertinggal pada retakan yang dangkal tidak ikut terbasuh. Penetrant

PE membutuhkan membutuhkan dua dua langkah langkah

penghapusan. excess penetrant dilepas dengan mengoleskan emulsifier terpisah untuk membuat penetrant

bisa dicuci

dengan air Pengemulsi biasanya

diaplikasikan dengan mencelupkan, menyemprotkan, atau di alirkan.

Gambar di bawah ini merupakan langkah-langkah dalam proses pengaplikasian Post Emulsifable penetrants (PE) penetrants (PE)


17

pengaplikasian Post Emulsifable Gambar 3.6. langkah-langkah dalam proses pengaplikasian Post penetrants (PE) penetrants (PE)

Lama waktu pengemulsi di aplikasikan pada material tergantung dari jenis emulsi apa yang digunakan dan jenis diskontinuitas apa diskontinuitas apa yang di curigai.Jika waktu pengemulsi digunakan terlalu singkat maka tidak ti dak semua penetrant akan terhapus, dan akan menutupi diskontinuitas.Jika diskontinuitas.Jika terlalu lama digunakan, penetrant yang mengandung diskontinuitas juga akan larut dalam air dan dapat dicuci dengan excess penetrant .

kekurangan Post Emulsifable penetrants Tabel 3.3 kelebihan dan kekurangan Post


18

Gambar di bawah ini adalah perbandingan antara water washable penetrant dengan post dengan post emulsifiable penetrant .

Gambar 3.7. perbandingan antara water washable penetrant dengan post

emulsifiable penetrant . Ada dua jenis pengemulsi yang digunakan dalam proses penghapusan penetrant . (Metode B) a. LIPOPHILIC (Metode

b. HYDROPHILIC (Metode D).

Mekanisme emulsi lipofilik adalah dengan cara DIFUSI. Molekul emulsifier masuk ke dalam dalam lapisan penetrant

sementara pada saat bersamaan

molekul penetrant masuk ke lapisan pengemulsi. Tingkat difusi akan meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi dan suhu yang lebih t inggi. Jika penetrant sangat tahan terhadap air, pengemulsi pengemulsi dengan kemampuan tinggi tinggi lah yang dibutuhkan. Pengemulsi Pengemulsi dengan kekentalan tinggi berdifusi lebih lambat


19

dibandingkan dengan pengemulsi dengan dengan kekentalan yang yang rendah. Pengemulsi lipofilik dapat mentolerir setidaknya 5% air dari kandungan beratnya, memisahkan atau menggumpal dan masih mampu melewati uji coba pelekatan penetrant . Pengemulsi Metode B dipasok dalam bentuk siap pakai dan tidak memerlukan pencampuran lebih lanjut.

Gambar 3.8. post emulsifiable penetrant .dengan LIPOPHILIC .dengan LIPOPHILIC ( ( Metode B )

Pengemulsi hidrofilik bekerja berdasarkan prinsip untuk mengelupas penetrant

menjauh atau dengan melarutkan tetesan penetrant

sehingga tidak

redeposit di permukaan.Karena penetrant post-emulsifiable tidak menyatu dengan air, pembilasan sebelum penerapan pengemulsi harus dilakukan. Pembilasan menghilangkan 60-80% lapisan permukaan penetrant , yang sangat mengurangi kontaminasi pengemulsi.


20

Pengemulsi

hidrofilik

penyemprotan.

Setelah

diterapkan

baik

diemulsikan,

dengan

bilas

bersih

cara dari

perendaman seluruh

atau

bagian.

Gambar 3.9. post emulsifiable penetrant .dengan .dengan HIDROFILIK ( Metode D )

Solvent

Removable

System adalah System

Proses

yang

digunakan

pada

pendeteksian crack pada celah yang sempit sehingga pembasuhan harus sangat hati-hati. Proses ini dilakukan dengan cara mengelap permukaan benda kerja dengan lap yang telah dibasahi dengan solvent. Tahap solvent. Tahap akhir pengelapan dilakukan dengan lap kering. Proses ini merupakan proses yang paling sensitif dibanding proses yang lain.

liquid penetrant dengan teknik solvent teknik solvent Gambar 3.10. Pemeriksaan liquid penetrant removable


21

Tabel 3.4 kelebihan dan kekurangan Solvent Removable penetrants

veloperr III.1.2.4 Klasifikasi D evelope \ Ada dua jenis developer yang umum digunakan saat ini yaitu developer tipe kering dan basah. Keduanya menggunakan bubuk berwarna putih dan perbedaan utamanya adalah pada metode aplikasi. 1. Dry Developers :Developer Kering efektif digunakan pada permukaan kasar, sudut tajam, berulir, dan mempunyai ukuran besar. 2. Aqueos Wet Developers : Developer tipe basah yang efektif digunakan pada permukaan yang halus, dangkal , diskontivitas kecil, dan partikel yang besar . 3. Non Aqueos Wet Developers :Developer Basah Berair yang tidak efektif untuk digunakan pada pemeriksaan spot, diskontinuitas overhead , dan sensitivitas tinggi

III.1.2.5 Cleaner

Penghilang (Pelarut) dirancang untuk digunakan bersamaan dengan penetrant

tertentu Bahan pengujian penetran bisa digunakan dalam berbagai

kombinasi. Sebagian besar bahan tersedia dalam kaleng semprot bertekanan atau


22

dalam jumlah banyak. Namun, perawatan harus selalu dilakukan untuk memastikan bahwa spesifikasi produsen atau prosedur perusahaan diikuti atau di lakukan dengan ketat.

A cceptance nce Cr iteri iteri a III.1.2.6 Ac Dalam uji ini material dapat dinyatakan memiliki cacat yang harus direject di reject apabila material tersebut secara umum memiliki ukuran cacat yang lebih dari 1,6mm. dan material tersebut dapat diterima apabila permukaannya bebas dari: 1. Linier indication Suatu cacat dikatakan memiliki indikasi linier apabila pada cacat tersebut memiliki panjang lebih dari 3 kali lebarnya. 2. Rounded indication Suatu cacat dikatakan memiliki indikasi lingkaran apabila pada cacat tersebut memili panjang kurang dari 3 kali lebarnya. a) Material tersebut akan direject direject apabila memiliki panjang atau lebar indikasi lingkaran lebih dari 4,8 mm. b) Material tersebut akan direject direject apabila memiliki 4 atau lebih indikasi lingkaran yang tersusun dalam satu baris, dengan jarak antara indikasi lingkaran kurang dari 1,6 mm.

Maka, apabila permukaan suatu material bebas dari kedua indikasi yang telah disebutkan di atas, material tersebut dapat diterima. ( ASME SECTION V ARTIKEL 6 )

III.1.2.7 Keuntungan dan Kerugian Kerugian

Keuntungan dan kerugian metode ini bila dibandingkan dengan metode NDT lainnya adalah : Keuntungan : 

Sensitivitas tinggi (diskontinuitas kecil dapat dideteksi).


23



Keterbatasan beberapa materi (logam dan bukan logam, magnet dan bukan magnetik, dan bahan konduktif dan non conductive dapat conductive dapat diperiksa).



Pemeriksaannya cepat terhadap volume dan luasan yang luas.



Cocok untuk bagian dengan bentuk yang kompleks.



Indikasi diproduksi langsung pada permukaan bagian dan merupakan representasi visual dari cacat.





Portable (bahannya Portable (bahannya tersedia dalam kaleng semprot aerosol ). ). Biaya rendah (bahan dan peralatan yang terkait rel atif murah).

Kerugian : 

Hanya permukaan yang terdapat cacat saja yang dapat dideteksi.



Hanya bahan dengan permukaan yang relatif tidak keropos dapat diperiksa.



Pra-pembersih sangat penting karena kontaminan dapat menutupi cacat.



Sampel yang berasal dari proses pengoperasian mesin, penggilingan, ataupun prosespenggunaan uap harus dihilangkan dihilangkan terlebih dahulu kontaminannya. kontaminannya.



Inspektur harus memiliki akses langsung ke permukaan yang diperiksa.



Permukaan

akhir

dan

kekasaran

dapat

mempengaruhi

sensitivitas

pemeriksaan. 

Beberapa proses operasi harus dilakukan dan dikendalikan.



Penanganan bahan kimia dan pembuangan yang tepat diperlukan.


24

Magneti c Particle Particle E xam xami na natti on III.1.3 Magnet Dengan menggunakan metode ini, cacat permukaan ( surface ( surface)) dan bawah permukaan ( subsurface) subsurface) suatu komponen dari bahan ferromagnetik dapat diketahui. Prinsipnya adalah dengan memagnetisasi bahan yang akan diuji. Adanya cacat yang tegak lurus arah medan magnet akan menyebabkan kebocoran medan magnet. Kebocoran medan magnet ini mengindikasikan adanya cacat pada material. Cara yang digunakan untuk memdeteksi kebocoran medan magnet adalah dengan menaburkan partikel magnetik Partikel-partikel tersebuat akan berkumpul pada daerah kebocoran medan magnet.

Gambar 3.11. Gambar arah medan magnet

Pengujian terhadap sebuah benda kerja dengan menggunakan metode MPI adalah dengan meggunakan prinsip dasar magnet. Sebuah medan magnet selalu menunjukan gejala yang sama yaitu arah medan magnet selalu bergerak dari kutub utara menuju kutub selatan ( diluar magnet ). Dengan prinsip dasar inilah kita bisa gunakan untuk menguji logam yang bersifat ferromagnet. Magnet merupakan suatu logam yang dapat menarik besi, dan selalu memiliiki dua kutub yaitu kutub selatan dan kutub utara. Dimana arah medan magnet disetiap titik bersumber dari kutub utara menuju ke selatan dan mengarah dari kutub selatan ke kutub utara didalam magnet.


25

Prinsip kerja dari Magnetic Particle Examination adalah dengan memagnetisasi benda yang di inspeksi yaidu dengan cara mengalirkan arus listrik dalam bahan yangg di inspeksi. Ketika terdapat cacat peda benda uji maka arah medan magnet akan berbelok sehingga terjadi kebocoran dalam flux magnetic. magnetic. Bocoran flux magnetic magnetic akan menarik butir-butir ferromagnetic di permukaan sehingga lokasi cacat dapat di tunjukan. Partikel besi bisa diaplikasikan kering atau basah; Ditangguhkan dalam cairan dan diwarnai Untuk aplikasi yang paling sensitif, partikel dilapisi fluorescent digunakan, dan inspeksi dilakukan di bawah sinar Ultra Violet. Hal ini meningkatkan deteksi bahkan lebih. Untuk kerusakan di dekat permukaan, keefektifan dengan cepat berkurang tergantung pada kedalaman dan jenis cacatnya. Gambaran akan lebih tajam jika cacat lebih dekat ke permukaan. Cacat permukaan dan goresan bisa memberi indikasi yang menyesatkan. Oleh karena itu, perlu dilakukan persiapan persiapan permukaan yang hati-hati sebelum MPT dilakukan. Agar cacat yang tegak lurus terhadap garis kekuatan terdeteksi secara efisien. Adanya cacat yang tegak lurus arah medan magnet akan menyebabkan kebocoran medan magnet. Kebocoran medan magnet ini mengindikasikan adanya cacat pada material. Cara yang digunakan untuk memdeteksi adanya kebocoran medan magnet adalah dengan menaburkan partikel magnetik dipermukaan. Partikel partikel tersebuat akan berkumpul pada daerah kebocoran medan magnet.

Gambar 3.12. Gambar arah medan magnet saat ditemukan cacat permukaan


26

Inspeksi partikel magnetik (MPI) adalah pengujian Non-Destruktif (NDT) (NDT) proses untuk mendeteksi diskontinuitas permukaan dan bawah permukaan pada material feroelektrik seperti besi, nikel, kobalt, dan beberapa paduan mereka. Proses ini menempatkan sebuah medan magnet ke bagian. Potongan bisa magnet oleh arah kemagnetan langsung atau tidak langsung. Magnetisasi langsung terjadi saat arus listrik dilewatkan melalui benda uji dan medan magnet terbentuk dalam materi. Magnetisasi tidak langsung terjadi bila tidak ada arus listrik dilewatkan melalui benda uji, tetapi medan magnet diterapkan dari sumber luar. Garis-garis gaya magnetik yang tegak lurus terhadap arah arus listrik yang mungkin baik alternating current (AC) atau beberapa bentuk arus searah (DC) (AC diperbaiki). Adanya diskontinuitas permukaan atau bawah permukaan di material memungkinkan fluks fluks magnet bocor. Jika area kebocoran fluks ada partikel akan tertarik ke daerah ini. Partikel-partikel akan membangun pada daerah kebocoran dan bentuk apa yang dikenal sebagai indikasi. Indikasinya kemudian dapat dievaluasi untuk menentukan apa itu, apa yang mungkin telah menyebabkan, dan apa tindakan yang harus diambil, jika ada. Kelemahan metode ini hanya bisa diterapkan

untuk

material

ferromagnetik.

Selain

itu,

medan

magnet

yangdibangkitkan harus tegak lurus atau memotong daerah retak serta diperlukan demagnetisasi di akhir inspeksi

Gambar 3.13.Aliran magnet dan pertikel-partikel magnet


27

Ada beberapa jenis arus listrik yang digunakan di MPI. Untuk saat yang tepat dipilih salah satu kebutuhan untuk mempertimbangkan geometri bagian, material, jenis diskontinuitas yang Anda cari, dan seberapa jauh medan magnet harus menembus kedalam bagian. Alternating bagian. Alternating current (AC) yang biasa digunakan untuk mendeteksi diskontinuitas permukaan. Arus searah (DC) yang digunakan untuk mendeteksi bawah permukaan diskontinuitas mana AC tidak dapat menembus cukup dalam untuk menarik bagian di kedalaman yang dibutuhkan. Setiap metode magnetisasi memiliki kelebihan dan kekurangan. AC umumnya selalu terbaik bagi diskontinuitas terbuka ke permukaan dan beberapa bentuk DC untuk bawah permukaan.

III.1.3.1. Jenis-jenis III.1.3.1. Jenis-jenis magnet yang digunakan

1. Magnet Permanen Magnet Permanen merupakan bahan-bahan logam tertentu yang jika dimagnetisasi maka bahan logam tersebut akan mampu mempertahankan sifat magnetnya dalam jangka waktu yang lama (permanen). 2. Elektromagnet Elektromagnet merupakan magnet yang terbuat dari bahan bahan ferromagnetik ferromagnetik jika dialirkan arus ar us listrik maka bahan tersebut akan menjadi magnet, tetapi jika pemberian arus listrik dihentikan, maka sifat magnet pada bahan tersebut akan hilang. Dalam proses pengujian magnetic particle inspection ini, ada yang disebut dengan magnetisasi dan demagnetisasi. Magnetisasi adalah proses yang dilakukan untuk membangkitkan medan magnet pada benda yang akan di inspeksi.

Gambar 3.14 medan magnet melalui unit AC demagnetizing


28

Setelah benda memiliki medan magnet, benda itu harus di dimagnetisasi untuk membalikkan ke keadaan benda semula, yaitu tidak mengandung medan magnet. Hal ini memerlukan peralatan khusus yang bekerja kebalikan dari peralatan peralatan magnetizing . Magnetizing . Magnetizing biasanya dilakukan dengan pulse arus tinggi yang sangat cepat mencapai puncaknya saat ini dan cepat mati meninggalkan bagian magnet. . Untuk demagnetize bagian demagnetize bagian bidang saat sa at ini atau magnet yang diperlukan, harus sama atau lebih besar dari arus medan atau magnet yang digunakan untuk bagian magnet, medan magnet maka saat ini atau secara perlahan dikurangi menjadi nol meninggalkan bagian mengalami kerusakan magnetik. partikel magnetik biasanya digunakan sebagai suspensi dalam air atau parafin. .Hal ini memungkinkan partikel untuk mengalir di atas permukaan dan untuk bermigrasi ke setiap kekurangan. Pada permukaan yang panas, atau dimana kontaminasi adalah kekhawatiran, serbuk kering dapat digunakan sebagai alternatif untuk tinta basah. .Pada permukaan gelap, lapisan tipis cat putih biasanya diterapkan, untuk meningkatkan kontras antara latar belakang dan partikel-partikel magnetik hitam. Teknik yang paling sensitif, bagaimanapun, adalah menggunakan partikel fluorescent dilihat dilihat dalam UV (hitam) cahaya. MPI sangat sensitif terhadap permukaan melonggar atau retak dekat permukaan, bahkan jika permukaan retak sangat sempit. Namun, jika retak berjalan sejajar dengan medan magnet, ada sedikit gangguan medan magnet dan tidak mungkin bahwa retak akan terdeteksi. Untuk alasan ini disarankan bahwa permukaan pemeriksaan magnetisasi dalam dua arah pada 90 ° satu sama lain dan dengan dilakukan pergeseran-pergeseran daerah yang akan di magnetisasi. Dalam beberapa kasus, MPI dapat meninggalkan sisa bidang yang kemudian mengganggu perbaikan pengelasan. Ini dapat dihilangkan dengan perlahan menyeka permukaan dengan AC yoke energi.

III.1.3.2. Metode III.1.3.2. Metode Pengujian

Ada beberapa metode dalam magnetisasi suatu benda kerja yang akan


29

diuji, yaitu : 1. Magnetisasi Longitudinal Magnetisasi Longitudinal dihasilkan dari arus listrik yang dialirkan dalam koil.Magnetisasi longitudinal (Arus Magnetik) (1) Komponen ditempatkan dalam medan magnet sehingga pasangan lapangan dengan komponen dan garis aliran fluks dari satu kutub yang lain, melalui komponen. (2) Jika aliran magnetik terutama sejajar dengan sumbu panjang komponen tersebut, dikatakan longitudinal magnet. 2. Magnetisasi Yoke Magnetisasi dengan menggunakan yoke. Dengan cara ditempelkan pada material yang akan dimagnetisasi. 3. Magnetisasi Siskular Magnetisasi Siskular terdiri dari : a) Magnetik Tak Langsung Arus listrik dialirkan ke konduktor sentral. Medan mahnet mengenai bahan dan benda yang dilingkupinya. b) Magnetisasi Langsung Arus listrik dialirkan pada bahan yang akan di magnetisasi. c) Prod c) Prod Magnetisasi dengan cara material ferromagnetik dililiti dengan logam tembaga kemudian dialiri listrik.

Demagnetisasi adalah proses penghilangan magnet sisa pada benda uji setelah dilakukan pengujian. Tujuan dilakukannya proses demagnetisasi adalah agar setelah pengujian benda yang diuji tidak mengganggu atau mempengaruhi proses yang berikutnya dilakukan. Demagnetisasi dapat dilakukan menggunakan arus AC atau DC. Jika menggunakan arus AC, benda uji dimasukkan ke dalam koil yang dialiri arus AC kemudian diturunkan dengan perlahan-lahan. Jika menggunakan arus DC maka dengan step down bolak-balik berulang.


30

III.1.3.3. Klasifikasi Metode MPI

Pada metode Magnetic metode Magnetic Particle Inspection ( Inspection ( MPI ) terdapat tiga metode pengujian, yaitu : 1. Metode Dry Metode Dry Visible 2. Metode Wet Visible 3. Metode Wet Flourescent Ketiga metode tersebut pada prinsipnya sama, namun serbuk magnet yang digunakan pada setiap pengujian berbeda.

Vi sible le 1. MPI D ry Visib Dalam proses Dry Visible ini, digunakan serbuk yang kering. Serbuk tersebut ditaburkan pada saat magnetisasi benda uji. Tujuan pemberian serbuk ini adalah untuk mendeteksi adanya cacat pada benda uji, karena jika terjadi cacat, serbuk ini akan menunjukan dimana letak cacat tersebut.

Vi sible le Prosedur Pengujian D ry Visib 

Cleaning : Perhatikan kondisi permukaan, permukaan harus kering dan bersih dari segala macam kotoran yang dapat mengganggu proses inspeksi seperti karat, oli, debu dan lain-lain



Apply AC/DC Yoke : Nyalakan AC/DC yoke, lalu benda kerja mulai dimagnetisasi.



Aplikasi Serbuk Magnet : Sesuaikan dengan keadaan permukaan pada benda uji. Serbuk yang yang digunakan tipe serbuk kering. kering.



Inspection :Teliti bentuk cacat yang terdapat pada benda uji.



Demagnetisasi : Lakukan menggunakan arus AC atau DC , jika Demagnetisasi menggunakan arus AC, benda uji dimasukkan kedalam koil yang dialiri

arus

AC

kemudian

diturunkan

perlahan-lahan.

Jika

menggunakan arus Dc step Dc step down bolak-balik down bolak-balik secara berulang. 

Post Cleaning : Bersihkan benda uji dari sisa-sisa dari pemberian serbuk magnetik pada saat pengujian.


31

2. MPI Wet Visible

Metode Wet Visible ini dalam prosenya sama dengan metode dry visible. Yang membedakan adalah serbuk yang digunakan. Jika dry visible menggunakan serbuk magnet basah tetapi wet visible menggunakan serbuk magnet bertipe basah. Serbuk tersebut ditaburkan pada saat magnetisasi benda uji. Tujuan pemberian serbuk ini adalah untuk mendeteksi adanya cacat pada benda pada benda uji, karena jika terjadi cacat, ca cat, serbuk ini akan menunjukan dimana cacat tersebut.

Wett V i si sib ble Prosedur Pengujian We 

Cleaning : Perhatikan kondisi permukaan, permukaan harus kering dan bersih dari segala macam kotoran yang dapat mengganggu proses inspeksi seperti karat, oli, debu dan lain-lain



Apply WCP-2 : Semprotkan WCP-2 secara merata setelah Apply permukaan

dipastikan

bersih

dan

kering.

Hal

ini

untuk

memudahkan mendeteksi adanya cacat. Karena warna dari WCP-2 leih kontras daripada serbuk ferromagnetik. 

Apply AC/DC Yoke : Nyalakan AC/DC yoke, lalu benda kerja Apply mulai dimagnetisasi.



Aplikasi Serbuk Magnet : Sesuaikan dengan keadaan permukaan pada benda uji. Serbuk yang yang digunakan tipe serbuk basah.





Inspection :Teliti bentuk cacat yang terdapat pada benda uji. Demagnetisasi : lakukan menggunakan arus AC atau DC , jika menggunakan arus AC, benda uji dimasukkan kedalam koil yang dialiri

arus

AC

kemudian

diturunkan

perlahan-lahan.

Jika

menggunakan arus Dc step down bolak-balik secara berulang. 



32

Wet t F F luoresc luoresce ent 3. MPI We Dalam metode Wet Fluorescent ini, menggunakan serbuk yang basah. Serbuk tersebut ditaburkan pada saat magnetisasi benda uji. Tujuan pemberian serbuk ini adalah untuk mendeteksi adanya cacat pada benda uji, karena jika terjadi cacat, serbuk ini akan menunjukkan dimana letak cacat tersebut.

Prosedur Pengujian Wet F luor luore esce scent nt 

Cleaning : Perhatikan kondisi permukaan, permukaan harus kerin g dan bersih dari segala se gala macam kotoran yang dapat mengganggu me ngganggu proses inspeksi seperti karat, oli, debu dan lain-lain





Nyalakan Black Nyalakan Black Light Setting Penerangan : Atur intensitas uv light (20 lux) dan black light (1000lux)



Apply AC/DC Apply AC/DC Yoke : Nyalakan AC/DC yoke, lalu benda kerja mulai dimagnetisasi.



Aplikasi Serbuk Magnet : Sesuaikan Ses uaikan dengan keadaan permukaan pada benda uji. Serbuk yang yang digunakan tipe serbuk basah.





Inspection :Teliti bentuk cacat yang terdapat pada benda uji. Demagnetisasi : lakukan menggunakan arus AC atau DC, jika menggunakan arus AC, benda uji dimasukkan kedalam koil yang dialiri arus AC kemudian diturunkan perlahan-lahan. Jika menggunakan arus Dc step down bolak-balik secara berulang.




MPT dapat digunakan untuk mendeteksi celah, lubang angin, lap, inklusi non-logam, segregasi dll. Di bawah kondisi optimal,dengan permukaan yang sangat bagus, deteksi cacat sekitar 0,5 mm dapat dicapai (kedalaman sekitar 0,02 mm) .Sensitivitas MPT tergantung pada metode magnetisasi dan sifat elektromagnetik material yang diuji serta ukuran, bentuk dan orientasi defek. Universitas Sriwijaya

33

Ul trasoni nicc E xami xami na nation tion III.1.4 Ultraso Ultrasonic Examination Examination adalah metode non destuctive test dengan memanfaatkan rambatan gelombang Testing (UT) ultrasonik yang dikeluarkan oleh transmiter (pemancar) pada benda kerja dan kemudian gelombang baliknya ditangkap oleh alat penerima (receiver). Gelombang yang diterima ini dapat diukur intensitas, waktu perambatan atau resonasi yang ditimbulkan sehingga pada umumnya pemeriksaan ultrasonik ini didasarkan pada perbedaan intensitas gelombang yang diterima, perbedaan intensitas dan waktu perambatan serta perbedaan resonansi. Dengan

memanfaatkan

sifat

gelombang

ultrasonik

yang

lurus,

kemungkinan rambatan suara pada arah tertentu, dapat membias seperti sinar dan memungkinkan penyesuaian pada material, maka dengan ultasonic inspection selan dapat diketahui cacat pada material, juga dapat diketahui tebal material, struktur material, dan pengevaluasian proses manufaktur. (Budi Prasojo. 2002) Prinsip yang digunakan adalah prinsip gelombang suara. Gelombang suara yang dirambatkan pada spesimen uji dan sinyal yang ditransmisi atau dipantulkan diamati dan interpretasikan. Gelombang ultrasonik yang digunakan memiliki frekuensi 0.5 – 0.5 – 20 20 MHz. Gelombang suara akan terpengaruh jika ada void, retak, atau delaminasi pada material. Gelombang ultrasonik ini dibnagkitkan oleh tranducer dari bahan piezoelektri piezoelektri yang dapat menubah energi listrik menjadi Energi getaran mekanik kemudian menjadi energi listrik lagi. Teknik Resonansi ,tebal bahan dapat diukur dengan cara mengukur frekuensi atau panjang gelombang ultrasonik yang dapat menimbulkan resonansi maksimum pada material tersebut.

Gambar 3.15. Perubahan sinyal ketika probe digerakkan


34

Adanya cacat dapat dideteksi dengan terjadinya perubahan resonansi karena jarak material yang beresonansi berubah.Metode ultrasonik juga banyak digunakan untuk mendeteksi dan mengkarakterisasi cacat pada pelat,baja tuang, tempa, lasan, struktur, dll. Atenuasi energi ultrasonik dapat digunakan untuk evaluasi kuantitatif sifat material. Korelasi empiris telah diperoleh antara redaman ultrasonik dan kekuatan benturan, ketangguhan retak, ukuran butiran dan kekuatan tarik baja. Demikian pula, pengukuran kecepatan ultrasonik dapat digunakan untuk memperkirakan tegangan sisa pada material. Metodologi ini menggunakan gelombang geser yang terpolarisasi dalam dua arah yang saling tegak lurus. Gelombang ini memiliki kecepatan yang sedikit berbeda dan sangat mengganggu, sehingga saat transduser diputar, interferensi akan hilang saat bidang polarisasi sejajar dan tegak lurus terhadap sumbu tegangan. Begitu Be gitu sumbu ini diketahui, tegangan sebenarnya bisa dihitung dari kecepatan. Pengukuran tekanan dengan teknik ultrasonik juga bergantung pada efek elastis akustik yaitu strain variasi kecepatan gelombang ultrasonik yang diinduksi pada material.

Ul trasoni nicc E xami xami na nation tion III.1.4.1 Faktor yang mempengaruhi proses Ultraso 1. Permukaan Pada permukaan material yang tidak rata, maka akan terjadi refleksi pada permukaan pemeriksaan pemeriks aan kurang mendapatkan hasil yang memuaskan. Untuk mendapatkan hasil yang baik dan tepat maka permukaan material perlu diratakan dengan ampelas atau digunakan lapisan perantara (gliserin). 2.

Bentuk Dan Letak Cacat Dalam pemeriksaan bentuk dan letak cacat dalam benda yang diuji sangat mempengaruhi hasil pemeriksaan karena tidak semua cacat mudah diketahui. Kondisi flaw flaw (cacat) dalam benda uji akan menghasilkan interpretasi yang berbeda-beda pada layar osciloscope. Jika osciloscope. Jika cacat berada pada arah tegak lurus pancaran gelombangnya maka akan mucul satu pulse echo pada echo pada layar CRT. Jika cacat tersebut bersudut sehingga pantulan gelombangnya dibiaskan maka pada pada layar

CRT tidak

terdapat pulse

echo echo karena pantulan

gelombangnya tidak diterima oleh transducer. Kondisi pulse echo yang tidak konstant (bergelombang naik turun) akan terjadi jika bahan yang diuji Universitas Sriwijaya

35

memiliki cukup banyak gelembung udara (gas hole) hole) sehingga pancaran gelombang sebelum mengenai cacat akan dipantulkan terlebih dahulu dengan tidak merata. III.1.4.2 Prinsip Dasar Uji Ultrasonik

Teknik Resonansi ,tebal bahan dapat diukur dengan cara mengukur frekuensi atau panjang gelombang ultrasonik yang dapat menimbulkan resonansi maksimum pada material tersebut. Adanya cacat dapat dideteksi dengan terjadinya perubahan resonansi karena jarak materi al yang beresonansi berubah. Contoh penggunaan alat Ultrasonic Examination a. Normal probe Normal probe

Gambar 3.16. Normal Probe Normal Probe dengan dengan Pulse Pulse Echo

Identifikasi cacat benda kerja dengan posisi di tengah maka pada layar osciloscope akan muncul flaw pulse-echo pulse-echo pada bagian tengah yang terdapat diantara initial pulse echo echo dan backwall echo.Jika echo.Jika cacatnya terdapat didekat backwall maka pada osciloscope akan muncul flaw pulse echo didekat backwall echo.Jika echo.Jika cacatnya berada dekat dengan permukaan benda yang diuji maka akan muncul flaw muncul flaw pulse echo di echo di dekat initial pulse echo. echo.


36

b. Angle Probe

Gambar. 3.17 Kaliberasi angle probe dengan posisi flaw posisi flaw yang yang sudah ditentukan dan hasilnya pada layar CRT

Pemeriksaan flaw Gambar 3.18. Pemeriksaan flaw dengan membandingkan hasil osciloscope dengan hasil kaliberasi untuk menentukan posisi flaw posisi flaw

Pemeriksaan cacat pada logam dapat menggunakan gelombang ultrasonik juga dapat dipakai dalam pemeriksaan cacat laminasi, cacat lasan,hasil pengelasan baik pada pengelasan lempengan logam maupun pada pengelasan pipa-pipa. Bahkan, juga dipakai untuk penipisan yang terjadi pada pipa-pipa.

Kelebihan dan kelemahan metode ultrasonik testing : : 1. Kelebihan ultrasonik testing 

Hanya membutuhkan 1 sisi benda uji



Menampilkan informasi jarak pada layar CRT



Preparasi benda uji yang sederhana



Dapat digunakan selain untuk mendeteksi flaw mendeteksi flaw

2. Kekurangan ultrasonik testing 



Permukaan harus dapat dijangkau oleh probe oleh probe dan couplant dan couplant Finishing dan Finishing dan

kekasaran

pada

permukaan

mempengaruhi

hasil

inspeksi 

Sulit menginspeksi benda yang tipis



Membutuhkan standar referensi


37

C urrr ent E xami xami na natio tion n III.1.5 E ddy Cur 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. . Pada tahun 1879, ilmuwan lain bernama Hughes mencatat perubahan sifat sebuah


38

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.


39

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 3.19.). 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 (3.20.) Apabila arah arus berubah, maka yang mengalami perubahan dari medan magnetic adalah polaritasnya.

Gambar 3.19. : Medan magnetic disekitar kawat konduktor

.

Gambar 3.20. : Arah induksi magnetik Gambar 3.21 : Medan listrik di sekitar kumparan kawat


40

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 ben tuk 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 ( 3.22.)

(a)


41

(b)

terinduksi dalam material konduktor Gambar ( 3.22 a & 3.22 b ) : Eddy current terinduksi

Eddy Current 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. Universitas Sriwijaya

42

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

III.1.5.1 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 ( 3.23 ) 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



43

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



44

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.



45

III.1.5.2 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.


46

III.1.5.3 Ski n E ffec / Stand ffect / Standa ard D epth of Pene Penettr ation (SDP)

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 sebesar 37% 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, dimana


47

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 ( 3.29 ) Kontur fluxline Kontur fluxline isomagnetik isomagnetik teoritis


48

III.1.5.4 Instrumen Instrumen / Instrumentasi Instrumentasi untuk Pengujian Eddy Current

Instrumen Eddy Current pada dasarnya ditunjukkan oleh diagram pada gambar ( 3.30)

Gambar 3.30: 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


49

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

III.1.5.5 Probe / Sensor untuk Pengujian E ddy Curr C urr 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 3.31.Jenis-jenis probe yang sering digunakan


50

Surf ace coil Gambar 3.32. Surfa

Gambar 3.34. E ncir ncir cling coi coi l

ncir cling cling coil coil Gambar 3.33. E ncir

Gambar 3.35. 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


51

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 ti dak bisa mendeteksi kelainan melingkar (Tabel 3.6) karena arus editan mengalir sejajar dengan mereka tanpa mendapatkan Terdistorsi. Aplikasi industri dari probe melingkar yang populer


52

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 3.5 Perbandingan probe arus eddy absolut dan diferensial

Tabel 3.6 Perbandingan probe permukaan dengan probe bobbin.

Surface Probe

Bobbin Probe


53

Coil 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 korosi dll dan pengukuran ketebalan

penukar

panas,

pemilahan

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 3.7 Tips dalam Pemilihan jenis Probe


54

III.1.5.6 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.


55

Gambar 3.36. 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.

III.1.5.7 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


56



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 nonferrous metals

III.1.5.7 Kelebihan dan Kelemahan Pengujian Eddy Current

Beberapa kelebihan eddy current inspection 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.


57



Test probe tidak harus kontak dengan benda uji.



Dapat

menginspeksi

material

konduktif

yang

bentuk dan

ukurannya kompleks.

hi c E xami xami na nation tion III.1.6. R adi og r aphic Metode

NDT

ini

dapat

untuk

menemukan cacat pada material dengan menggunakan gamma.

sinar

X

Prinsipnya,

dan sinar

sinar X

dipancarkan menembus material yang diperiksa.

Saat

menembus

objek,

sebagian sinar akan diserap sehingga intensitasnya

berkurang.

Intensitas

akhir kemudaian direkam pada film

Gambar 3.37 Skema pengujian Radiografi

yang sensitif. Jika ada cacat pada material maka intensitas yang terekam pada film tentu akan bervariasi. Hasil rekaman pada film ini lah yang akan memeprlihatkan bagian material yang mengalami cacat. Pengujian radiografi pada

dasarnya

adalah

penyinaran

contoh uji dengan sinar bertenaga tinggi seperti sinar X dan sinar γ yang dapat menembus logam. Skema dari pengujian ini dapat dilihat dalam

Gambar 3.38 Gambar Dasar pengujian Radiografi

Gambar disamping :


58

1. Cara menghasilkan sinar-X : SinarX

dapat

dihasilkan

menumbukkan

dengan

elektron

yang

dilepaskan oleh katoda pada anoda di dalam suatu tabung hampa udara, seperti yang terlihat dalam gambar diatas . Sifat-sifat sinar X yang dihasilkan sangat tergantung

Gambar 3.39 Konstruksi Tabung Sinar X

dari pada tegangan dan arus dari tabung, makin tinggi tegangannya makin besar daya tembus dari sinar X yang dihasilkan. Sedang arus tabung yang besar akan mempertinggi intensitas dari sinar X. Spektrum sinar-X yang dihasilkan akan mampu mempunyai intensitas seperti yang ditunjukkan dalam gambar diatas di mana spektra dengan intensitas melonjak yang diberi tanda K. dan K, dinamakan radiasi monokromatik atau radiasi karakteristik. Sinar X yang dihasilkan dengan tegangan rendah biasanya tidak mempunyai radiasi karakteristik dan disebut radiasi putih. Dalam gambar diatas ditunjukkan radiasi putih dari sinar X dengan anoda wolfram. Alat-alat penghasil sinar X ditunjukkan dalam diatas , yaitu alat dengan menggunakan transformator tegangan tinggi dan dalam gambar diatas dengan dasar aselerasi. Dari kedua dasar alat tersebut yang banyak digunakan adalah alat yang pertama. 2. Sumber sinar γ : Unsur -unsur radioaktif yang tidak stabil yang juga disebut radio isotop dalam proses menuju kestabilannya akan memancarkan

gelombang

elektromagnet yang dinamakan sinar γ. Karena pemancarannya ini maka radio isotop makin lama makin

Gambar 3.40 Spektrum sinar X Mo

(35 kV) Universitas Sriwijaya

59

lemah. Waktu yang dijalani sehingga kekuatan penyinarannya menjadi setengahnya disebut waktu setengah umur. Untuk keperluan pengujian tak merusak

dengan

sendirinya

harus

menggunakan

mempunyai waktu setengah umur beberapa hari.

radio

isotop

yang

Dalam hal ini biasanya biasanya

digunakan isotop-isotop Sesium (Cs), Iridium (Ir) atau Tulium (Tm). Karena radio isotop selalu memancarkan sinar γ maka apabila tidak dipakai harus disimpan dalam tabung pelindung yang terbuat dari timbale timbale dan paduan wolfram. Kemampuan

menentukan

cacat

dari

kedua

cara

tersebut

sangat

dipengaruhi oleh banyak faktor. Tetapi walaupun demikian secara umum kemampuannya dapat dibandingkan seperti ditunjukkan dalam gambar diatas . Telah diterangkan bahwa radiografi sangat sukar untuk menentukan cacat yang tidak mempunyai

ketebalan

pada

arah

penyinaran. Dalam hal menggunakan cara ultrasonik kesukaran juga terjadi pada penentuan cacat berbentuk bulat karena gelombang kekuatannya

yang

dikembalikan

dibaurkan.

Juga

pada

penentuan cacat dengan bidang yang tidak Gambar 3.41 Spektrum Radiasi Putih (Wolfram) Putih (Wolfram)

tegak lurus pada arah gelombang suara yang

ditransmisikan

kesukaran.

Untuk

akan

mendapat

menanggulangi

ini

digunakan ultrasonik dengan proba miring yang mempunyai sudut kemiringan yang bermacam-macam. Radiografi adalah metode NDT, yang menggunakan penetrasi radiasi. Hal ini didasarkan pada perbedaan penyerapan radiasi oleh bagian yang diperiksa. Dalam pemeriksaan ini sumber radiasi didapat dari sumber radioaktif, biasanya Irridium-192, Cobalt-60, Cesium-137, yang memancarkan sinar gamma atau dari Universitas Sriwijaya

60

mesin yang dibangun khusus yang dapat memancarkan sinar X. Yang pertama dikenal sebagai gamma radiografi sedangkan yang kedua disebut sebagai X ray radiografi. Tabel I menyajikan sumber-sumber radioisotop utama disegel se bagian besar digunakan dalam pengujian pengujian radiografi gamma.Ada banyak metode NDT, tetapi hanya beberapa dari metode tersebut yang memeriksa volume spesimen, beberapa hanya mengungkapkan mengungkapkan cacat permukaan. Salah satu yang terbaik dan metode yang banyak digunakan adalah NDT radiografi - penggunaan sinar X dan sinar gamma untuk menghasilkan radiograf spesimen, s pesimen, menunjukkan perubahan ketebalan, cacat (internal dan eksternal), rincian perakitan dll. Metode pengujian radiografi (RT) dapat digunakan dalam peralatan teknik sipil terutama untuk memverifikasi integritas kabel yang akan ditekan dalam struktur beton yang akan ditekan dengan menggunakan sumber radioisotop yang disegel, X ray mesin atau akselerator linear.

Gambar 3.42 Hasil Uji Radiografi

Selama radiografi sinar X atau sinar gamma menembus material yang diperiksa. Sementara sinar melintasi melalui material, radiasi ini mengalami modifikasi oleh internal struktur bahan melalui proses penyerapan dan hamburan. Jika struktur internal homogen, penyerapan dan hamburan akan seragam di seluruh material dan radiasi yang keluar dari material akan mempunyai intensitas yang seragam. Radiasi ini kemudian direkam oleh media perekam yang sesuai, biasanya film radiografi. Ketika film diproses, gambar gelap seragam akan muncul di film yang menunjukkan homogenitas bahan yang diuji. Situasi ini


61

berbeda untuk kasus bahan yang mengandung diskontinuitas atau berbeda dalam ketebalan. Secara umum, penyerapan radiasi oleh bahan tergantung pada ketebalan efektif melalui mana radiasi menembus. Diskontinuitas seperti retak, inklusi terak, porositas, kurangnya penetrasi dan kurangnya fusi mengurangi ketebalan efektif dari bahan yang diuji. Dengan demikian, kehadiran diskontinuitas tersebut menyebabkan radiasi mengalami sedikit penyerapan dibandingkan dengan mereka di daerah dengan diskontinuitas. Sebagai Akibatnya, di daerah yang mengandung diskontinuitas lebih banyak radiasi yang hilang, dicatat oleh film dan membentuk gambar gelap yang mewakili struktur internal material. Munculnya gambar radiografi tergantung pada jenis diskontinuitas yang dihadapi oleh radiasi. Celah misalnya akan menghasilkan garis halus, gelap dan tidak teratur, sedangkan porositas menghasilkan gambar bulat hitam dengan ukuran yang berbeda. Beberapa diskontinuitas dalam bahan seperti tungsten inklusi dalam baja memiliki kepadatan lebih tinggi dibandingkan sekitarnya. Dalam kata lain, lebih banyak radiasi yang diserap di daerah ini dibandingkan dengan daerah lain. Akibatnya intensitas radiasi yang hilang setelah melintasi daerah ini akan lebih rendah dibandingkan dengan daerah lain untuk memberikan gambar yang terang bantalan bentuk tungsten inklusi dalam material. Radiografi secara luas digunakan di seluruh industri. Kemampuan untuk menghasilkan gambar permanen dua dimensi membuatnya sebagai salah satu metode NDT yang paling populer untuk aplikasi industri. Namun, radiasi yang digunakan untuk radiografi menyajikan potensi bahaya untuk radiografer serta anggota masyarakat. Karena sifat berbahaya, penggunaan radiasi, termasuk untuk radiografi

industri

secara

ketat

dikontrol

oleh

Otoritas

Perundang-

undangan.Hampir semua negara di seluruh dunia memiliki Badan Pengatur mereka sendiri yang mengatur penggunaan radiasi. Persyaratan yang dikenakan oleh Otoritas pada penggunaan metode ini menjadikannya sebagai salah satu metode NDT yang paling mahal.


62

Keuntungan : 1. Berlaku untuk hampir semua bahan 2. Menghasilkan gambar permanen yang mudah diperoleh kembali untuk referensi di masa mendatang 3. Mampu mendeteksi permukaan, bawah permukaan dan diskontinuitas internal 4.

Mampu mengekspos kesalahan fabrikasi pada berbagai tahap fabrikasi

5.

Banyak peralatan portable

Kekurangan : 1. Radiasi yang digunakan adalah berbahaya bagi pekerja dan anggota masyarakat 2. Metode Mahal (biaya peralatan dan aksesoris lainnya l ainnya yang terkait dengan 3. keselamatan radiasi relatif mahal) 4. Pada posisi tertentu tidak mampu mendeteksi diskontinuitas laminar (bidang) 5. Untuk radiografi sinar X, perlu listrik 6. Memerlukan dua sisi aksesibilitas (sisi film dan sisi sumber) 7. Hasil tidak seketika. Hal ini membutuhkan pemrosesan film, interpretasi dan evaluasi 8. Membutuhkan personil yang sangat terlatih (bersertifikat) dalam subjek radiografi 9. serta keselamatan radiasi.

A coust ustic E mission ission E xam xaminat inati on III.1.7. Ac Acoustic emission (emisi emission (emisi akustik) adalah fenomena munculnya gelombang elastis transien akibat distribusi tegangan ( stress) stress) secara tiba-tiba pada sebuah material. Ketika struktur atau material terkena stimulus eksternal (gempa bumi, keretakan, kebocoran, slip, dan dislokasi pergerakan, pencairan atau transformasi fase logam), maka sumber-sumber lokalnya akan memicu pelepasan energi dalam bentuk stress bentuk stress wave yang wave yang merambat ke permukaan. Acoustic Emission (AE) adalah Universitas Sriwijaya

63

fenomena akustik yang sering terjadi pada kehidupan sehari – hari. Acoustic emission didefinisikan emission didefinisikan sebagai keluarnya atau munculnya gelombang akustik yang berada dalam range 20 KHz – 1 1 MHz, dari suatu material ketika material tersebut mengalami pembebanan atau stimulasi dari gangguan luar. Contoh sederhananya adalah suara pensil yang patak atau kayu yang retak. Acoustic emission dihasilkan emission dihasilkan dari deformasi lokal, misalnya retakan yang mengakibatkan stress lokal dan mengemisikan energi pulsa elastik yang akan merambat keseluruh interior material. Teknik acoustic emission emission berbeda dengan teknik Ultrasonik atau Radiografi. Karena acoustic emission tidak emission tidak membutuhkan energi dari luar.

Gambar 3.43 Acoustic emission instrument

Acoustic emission emission dapat digunakan untuk memonitoring kerusakan lokal pada material (dapat mencapai skala mikro). Hal ini sangat berguna untuk memperhitungkan

lifetime lifetime suatu

material.

Biasanya

acoustic

emission

dimanfaatkan di industri – industri yang banyak menggunakan storage tank, pressure vessel dan pipa – pipa penyaluran, industri kontuksi bangunan dan jembatan, serta industri penerbangan dan antariksa. Penggunaan acoustic emission di lapangan sebagai berikut untuk dapat memonitoring memonitoring acoustic emission dibutuhkan sebuah sensor yang diletakkan pada permukaan material. Sensor ini akan menangkap energi pulse energi pulse elastic yang elastic yang dihasilkan dari deformasi lokal. Sinyal emisi tersebut akan diamplifikasi kemudian di saring oleh sistem pengolah sinyal.


64

Sinyal kemudian akan dimonitor melalui PC secara real time. time. Lokasi kerusakan material dapat diketahui dengan cara mengekstrak koordinat sumber AE.

Acoustti c E mi ssion ssion III.1.7.1 Sumber Acous Emisi akustik dapat dihasilkan dari inisiasi dan pertumbuhan retak, dan dislokasi gerakan, kembar, atau transformasi fase logam. Dalam kasus apapun, emisi akustik berasal dari sebuah stres. Ketika stres yang diberikan pada bahan, ketegangan diinduksi juga terjadi di dalam materi. Tergantung pada besarnya stres dan sifat-sifat material, obyek dapat kembali ke dimensi semula atau cacat permanen setelah stres dihilangkan. Kedua kondisi ini masing-masing dikenal sebagai deformasi elastis dan plastik. Emisi akustik terdeteksi terjadi ketika materi mengalami deformasi plastik atau ketika bahan dimuat di dekat tegangan luluh-nya.Ketika retakan ada di logam, tingkat stres di depan ujung retak beberapa kali lebih tinggi dari daerah sekitarnya. Oleh karena itu, aktivitas emisi akustik juga akan diamati ketika bahan sampai di ujung retak mengalami deformasi plastik (mikro-menghasilkan).Dua sumber retak juga dapat menyebabkan emisi akustik. Sumber pertama adalah partikel memancarkan (misalnya inklusi non-logam) pada asal ujung retak. Karena partikel-partikel ini bersifat ulet, mereka cenderung lebih mudah pecah ketika stress, sehingga menimbulkan sinyal emisi akustik. Sumber kedua adalah penyebaran ujung retak yang terjadi terj adi melalui pergerakan dislokasi dan skala kecil pembelahan yang dihasilkan oleh tekanan triaksial. Jumlah energi yang dilepaskan oleh emisi akustik dan amplitudo gelombang berhubungan dengan besarnya dan kecepatan sumber. Amplitudo emisi sebanding dengan kecepatan penjalaran retak dan jumlah luas permukaan dibuat. Besar, diskrit retak lompatan akan menghasilkan sinyal AE lebih besar dari celah-celah yang merambat perlahan-lahan di jarak yang sama.Deteksi dan konversi gelombang elastis untuk sinyal-sinyal listrik adalah dasar dari pengujian AE. Analisis sinyal menghasilkan informasi berharga mengenai asal-usul dan pentingnya diskontinuitas dalam suatu material. peralatan khusus yang diperlukan


65

untuk mendeteksi energi gelombang dan menguraikan sinyal adalah sebagai berikut : 1. Aktivitas Sumber Emisi Akustik

Sinyal Emisi akustik dihasilkan dalam pola pembebanan yang berbeda dapat memberikan informasi berharga mengenai integritas struktural dari material. Tingkat beban yang sebelumnya telah diberikan pada bahan tidak menghasilkan me nghasilkan aktivitas Emisi akustik. Dengan kata lain, diskontinuitas dibuat dalam bahan tidak memperluas atau bergerak sampai bahwa stres terlampaui. Fenomena ini, dikenal sebagai “Kaiser Effect” Effect” , dapat dilihat pada beban versus Akustik emisi petak ke kanan. . Sebagai objek dimuat, peristiwa emisi akustik menumpuk (segmen AB). Ketika beban dihilangkan dan diterapkan kembali (segmen BCB), peristiwa AE tidak terjadi lagi sampai

beban

pada

titik

B

terlampaui. beban diberikan pada bahan meningkat lagi (BD), AE dihasilkan

dan

berhenti

ketika

beban dihilangkan. Namun, pada titik F, beban yang diterapkan cukup tinggi untuk menyebabkan emisi yang signifikan meskipun

Gambar 3.44 kurva beban

versus akustik emisi

beban maksimum sebelumnya (D) tidak tercapai. Fenomena ini dikenal sebagai Felicity Efek. Efek ini dapat diukur dengan menggunakan Rasio Felicity, yang merupakan beban AE resume, dibagi dengan beban maksimum yang diterapkan (F / D). Ilmu tentang Kaiser Efek dan Felicity Efek dapat digunakan untuk menentukan apakah cacat struktural utama . Hal ini dapat dicapai dengan menerapkan beban konstan (relatif terhadap beban desain diberikan


66

pada materi) dan "mendengarkan" untuk melihat apakah emisi terus terjadi sementara beban ada. Seperti terlihat pada gambar, jika sinyal AE terus terdeteksi selama adanya beban ini (GH), ada kemungkinan bahwa cacat struktural yang ada besar . Selain itu, bahan mungkin mengandung cacat, jika beban yang identik diterapkan kembali dan sinyal AE akan terus dideteksi. 2. Noise (Kebisingan)

Sensitivitas sistem emisi akustik sering dibatasi oleh jumlah kebisingan latar belakang yang berada di sekitarnya. Kebisingan dalam pengujian akustik emisi mengacu pada setiap sinyal yang tidak diinginkan yang terdeteksi oleh sensor. Contoh sinyal ini termasuk sumber gesekan (misalnya baut longgar atau konektor bergerak yang bergeser bila terkena beban angin) dan sumber dampak (misalnya hujan, benda terbang te rbang atau debu angin-driven) di jembatan. Sumber kebisingan juga dapat hadir dalam aplikasi di mana daerah sedang diuji dapat terganggu oleh getaran mekanik (misalnya pompa). Untuk mengimbangi efek dari kebisingan latar belakang, berbagai prosedur dapat diimplementasikan. Beberapa pendekatan yang mungkin melibatkan fabrikasi sensor khusus dengan gerbang elektronik untuk menahan kebisingan, mengambil tindakan pencegahan untuk sensor tempat sejauh mungkin dari sumber-sumber kebisingan, dan penyaringan elektronik (baik menggunakan waktu kedatangan sinyal atau perbedaan dalam isi spektral sinyal AE dan kebisingan latar belakang ). 3. Sumber Pseudo

Mekanisme sumber semu menghasilkan sinyal AE yang terdeteksi oleh peralatan AE. Contohnya termasuk pencairan dan pemadatan, gesekan pada bantalan berputar, transformasi fase padat-padat, kebocoran, kavitasi, dan penataan kembali atau pertumbuhan domain magnetik.


67

A coust usti c E mi ssion ssion III.1.7.2 Gelombang Ac 1. Propagasi Propagasi Gelombang

Gelombang

pada sumber AE

diilustrasikan pada gambar di samping. Gelombang perpindahan adalah fungsi langkah seperti sesuai dengan perubahan permanen yang terkait dengan proses sumber.

analogi kecepatan dan stres

bentuk gelombang adalah pulsa, seperti: Lebar dan tinggi pulsa primitif tergantung pada dinamika proses sumber. Amplitudo dan energi dari pulsa primitif bervariasi berbagai besar dari gerakan dislokasi submicroscopic untuk retak kotor. Tujuan utama dari studi tentang interaksi antara gelombang elastis dan

struktur

material

mengembangkan

secara

penjelasan

akurat tentang

peristiwa sumber dari sinyal output dari sensor yang jauh. Sinyal yang terdeteksi oleh sensor adalah kombinasi dari banyak bagian dari gelombang yang dipancarkan pada awalnya. primitif

Karena

berjalan

ini

gelombang

melalui

material,

Gambar 3.45 Ilustrasi

gelombang akustik emisi

bentuknya berubah jauh. Interval waktu yang khas dari ketika gelombang AE mencerminkan sekitar potongan uji (berulang kali menarik sensor) sampai meluruh, berkisar dari urutan 100 mikrodetik dalam sangat teredam, bahan bukan logam puluhan milidetik dalam bahan logam ringan teredam.


68

2. Attenuasi

Intensitas sinyal Emisi akustik yang terdeteksi oleh sensor jauh lebih rendah dari intensitas yang akan akan diamati di dekat dekat sumber. Hal ini disebabkan adanya pelemahan. Ada tiga penyebab utama pelemahan, dimulai dengan penyebaran geometris. Emisi akustik menyebar dari sumbernya di bahan seperti pelat, amplitudonya meluruh dengan 30% setiap set iap kali kelipatan jarak dari sumber. Dalam struktur tiga dimensi, sinyal meluruh pada urutan 50. Penyebab lain dari pelemahan adalah redaman material. Sementara gelombang Emisi akustik melewati material, energi elastis dan kinetik yang diserap dan diubah menjadi panas. Penyebab ketiga atenuasi adalah hamburan gelombang. Diskontinuitas geometris (misalnya batas kembar, inklusi bukan logam, atau batas butir) dan batas-batas struktural beberapa energi gelombang awalnya. 3. Kecepatan dan Gelombang Mode

Menggunakan Teknik Emisi akustik dalam hubungannya dengan pemeriksaan teknik NDE lainnya dapat menjadi metode yang efektif dalam mengukur lokasi dan sifat cacat. Karena lokasi sumber ditentukan oleh waktu yang dibutuhkan untuk gelombang untuk melakukan pemeriksaan melalui materi ke sensor, kecepatan gelombang merambat secara akurat. Untuk banyak aplikasi, gelombang Lamb mampu memberikan indikasi terbaik dari perambatan gelombang dari sumber yang jarak dari sensor lebih besar dari ketebal an material.

III.1.7.3 Peralatan Acous Acoustti c E mi ssion ssion

Uji emisi akustik dapat dilakukan di lapangan dengan instrumen portabel atau di laboratorium stasioner. Biasanya, sistem mengandung sensor, preamplifier, filter, dan penguat, bersama dengan pengukuran, tampilan, dan peralatan penyimpanan (misalnya osiloskop, voltmeter, dan komputer pribadi). emisi akustik menanggapi gerakan dinamis yang disebabkan oleh sebuah peristiwa AE. Hal ini dicapai melalui transduser yang mengubah gerakan mekanik menjadi sinyal tegangan listrik. Unsur transduser dalam sensor AE hampir selalu kristal piezoelektrik, yang umumnya terbuat dari keramik seperti timbal zirkonat titanat Universitas Sriwijaya

69

(PZT). Transduser dipilih berdasarkan frekuensi operasi, kepekaan dan karakteristik lingkungan, dan dikelompokkan menjadi dua kelas: resonan dan broadband.

Gambar 3.46 Ilustrasi peralatan akustik emisi

Mayoritas peralatan emisi akustik responsif terhadap pergerakan pada kisaran frekuensi operasi dari 30 kHz sampai 1 MHz. Untuk bahan dengan pelemahan tinggi t inggi (misalnya (mis alnya komposit plastik), frekuensi yang lebih rendah dapat digunakan untuk lebih membedakan sinyal emisi akustik. Hal sebaliknya berlaku juga.

A coust ustic E mission ission III.1.7.4 Aplikasi pengujian Ac Emisi akustik sangat serbaguna, cara non-invasif untuk mengumpulkan informasi tentang bahan atau struktur. Acoustic Emission testing (AET) diterapkan untuk memeriksa dan memantau jaringan pipa, bejana tekan, tangki penyimpanan, jembatan, pesawat terbang, dan truk ember, dan berbagai komponen komposit dan keramik. Hal ini juga digunakan dalam aplikasi kontrol proses seperti proses monitoring pengelasan. Beberapa contoh aplikasi AE : 1. Pemantauan Las Selama proses pengelasan, perubahan suhu menyebabkan tekanan antara lasan dan logam dasar. Tekanan ini sering lega dengan perlakuan panas


70

las. Namun, dalam beberapa kasus tempering las tidak mungkin dan kemungkinannya kemungkinannya kecil terjadi. Retak dapat terjadi t erjadi terus sampai 10 hari setelah las telah selesai. Menggunakan las stainless steel dengan inklusi yang dikenal dan accelerometers untuk tujuan deteksi dan pemantauan kebisingan latar belakang, ditemukan oleh WD Jolly (1969) bahwa sinyal tingkat rendah dan semburan lebih yang cukup besar terkait dengan pertumbuhan retakan mikro dan retak yang lebih besar masing-masing. ASTM E 749-96 adalah praktek standar pemantauan AE pengelasan terus menerus. 2. Tabung Gas Uji emisi akustik pada bertekanan trailer tabung jumbo disahkan oleh Departemen Perhubungan pada tahun 1983. Menggunakan pengujian hidrostatik, di mana tabung harus dihapus dari layanan dan dibongkar, AET memungkinkan untuk di uji in situ. AET dapat mendeteksi kelemahan subkritis sedangkan pengujian hidrostatik tidak bisa menemukan celah sampai mereka menyebabkan pecahnya tabung. Karena tekanan tinggi dalam arah melingkar dari tabung, tes diarahkan menemukan retakan kelelahan longitudinal. 3. Jembatan Jembatan mengandung banyak las-an, sendi dan koneksi, dan kombinasi beban dan faktor lingkungan sangat mempengaruhi mekanisme kerusakan seperti kelelahan retak dan logam menipis akibat korosi. Jembatan menerima inspeksi visual setiap dua tahun dan ketika kerusakan terdeteksi, jembatan ini baik ditutup, kapasitas berat diturunkan, atau dipilih untuk pemantauan. Acoustic Emission semakin banyak digunakan untuk aplikasi monitoring jembatan karena dapat terus mengumpulkan data dan mendeteksi perubahan yang disebabkan oleh kerusakan tanpa memerlukan penutupan jalur atau shutdown jembatan. Bahkan, arus lalu lintas yang biasa digunakan untuk memuat atau stres jembatan untuk pengujian AE.


71

4. Lainnya 

Komposit polimer-matriks serat-diperkuat, khususnya kaca serat diperkuat bagian atau struktur (pisau misalnya fan).



Bahan

penelitian

(misalnya

investigasi

sifat

material,

mekanisme

kerusakan, dan perilaku merusak). 

Inspeksi dan jaminan kualitas, (misalnya proses pengeringan kayu, tes awal)



Real-time uji kebocoran dan lokasi dalam berbagai komponen (katup kecil, garis uap, dasar tangki).



Deteksi dan lokasi tegangan tinggi debit parsial dalam transformator Kereta api tangki mobil dan roket pengujian bermotor.

A coust usti c E mission ission exam xaminat inati on III.1.7.5 Kelebihan dan Kekurangan Ac Teknik Acoustic Emission mempunyai beberapa kelebihan dan kekurangan diantaranya seperti berikut:

1. Kelebihan Teknik AE 1. Posisi retakan dapat diketahui. Sumber AE dapat ditentukan dari diferensial

waktu sinyal AE pada sejumlah tranducer AE. 2. Klasifikasi dan arah retakan dapat diperhitungkan melalui analisis bentuk

gelombang menggunakan komponen tensor. 3. Dinamika material dapat diamtai secara real time.

2. Kekurangan Teknik AE 1. Sulit untuk membedakan sinyal AE dengan background noise selama

pengukuran. 2. Untuk beberapa material, AE tidak terjadi hingga material tersebut

mencapai batas deformasinya sehingga sangat sulit diketahui retakannya.


72

3. Sinyal keluaran tranduser AE adalah kombinasi dari gelombang AE,

propagasi, dan respon tranduser . Untuk material kayu AE yang dihasilkan dari kayu tidak dapat dideteksi sebagai sinyal AE karena terjadi atenuasi gelombang AE ketika propagasi sehingga sulit untuk dideteksi. Namun tidak untuk material metal yang memiliki gelombang atenuasi AE kecil.


73

Sumber :

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. DLL


Non Destructive Test Berdasarkan ASME V

Recommend Documents