Uji Impak 1.4.1 Tujuan
2.1 Latar Belakang
Pengujian tidak merusak (NDT) adalah grup macam teknik analisis yang digunakan dalam ilmu pengetahuan dan industri untuk mengevaluasi sifat dari komponen, material atau sistem tanpa menyebabkan kerusakan. Karena NDT tidak permanen mengubah anggaran yang diperiksa, itu adalah sangat -berharga teknik yang dapat menghemat uang dan waktu dalam evaluasi produk, pemecahan masalah, dan penelitian. NDT umum metode ini termasuk ultrasonik, magnetik-partikel, penetran cair, radiografi, dan pengujian eddy-saat ini.
Non destructive testing (NDT) adalah aktivitas tes atau inspeksi terhadap suatu benda untuk mengetahui adanya cacat, retak atau diskontinuitas lain tanpa merusak struktur benda yang di inspeksi. Pada dasarnya, tes ini dilakukan untuk menjamin bahwa material yang kita gunakan memiliki mutu yang baik sesuai dengan standar yang berlaku. NDT ini dijadikan sebagai bagian dari kendali mutu komponen dalam proses produksi terutama untuk indusri fabrikasi.
2.2Tujuan
Berikut adalah beberapa point yang menjadi tujuan dalam melaksanakan praktikum non-destrutif test :
1) Memahami jenis pengujian material Non-Destruktif Test (NDT); 2) Mengetahaui prosedur dan metode pengujian material logam;
3) Mampu menentukan jenis pengujian Non-Destrukti Test yang sesuai untuk setiap kasus yang berbeda.
2.3Landasan Teori
Banyak masyarakat yang masih belum mengetahui tentang NDT ( Non-Destructive Testing ), metode-metode apa yang digunakan dalam NDT, serta equipment atau produk-produk yang menggunakan teknik pengujian NDT.
NDT ( Non-Destructive Testing ) adalah salah satu teknik pengujian material tanpa merusak benda ujinya. Pengujian dapat mendeteksi secara dini timbulnya crack atau flaw pada material secara dini, tanpa menunggu material tesebut gagal ditengah operasinya. Keuntungan dari NDT adalah :
Tidak merusak bahan
Dilakukan dilapangan (alat-alat portabel)
Dapat dilakukan pada bahan sebanyak yang diinginkan (tidak terbatas pada sepotong benda uji)
Dari tipe keberadaan crack pada material NDT dapat dibedakan dalam 2 macam, yaitu: inside crack dan surface crack.
Pada saat pengujian maka harus sudah ditentukan dahulu targetnya (misal surface crack atau inside crack), baru digunakan metode NDT yang tepat. Untuk inside crack ada 3 metode yang dapat digunakan, yaitu NDT :
Radiography (Xray), dengan menggunakan sinar X untuk mendapatkan gambaran dalam material. Prinsipnya sama dengan sinar X yang digunakan untuk tubuh manusia, tetapi panjang gelombang yang digunakan berbeda (lebih pendek).
Ultrasonics, dengan menggunakan gelombang ultrasonic dengan frequensi antara 0.1 ~ 15 Mhz. Prinsipnya, gelombang ultrasonic dipancarkan dalam material dan gelombang baliknya atau gelombang yang sampai di sisi yang lain di bandingkan dengan kecepatan suara dari material itu sendiri untuk mendapatkan gambaran posisi dari crack.
Accustic emmision
Untuk surface crack ada beberapa metode yang dapat digunakan, yaitu:
Visual Optical, melihat/mencari crack yang berada dipermukaan material dengan bantuan optik.
Liquid Penetrant, yaitu dengan menyemprotkan/mengoleskan cairan berwana pada permukaan material. Pada prinsipnya teknik ini untuk mempermudah penglihatan saja.
Magnetic Particles, cara ini dengan menggunakan serbuk magnetik yang disebarkan di permukaan benda uji. Pada saat crack ada dalam permukaan benda uji, maka akan terjadi kebocoran medan magnet di sekitar posisi crack, sehingga dengan mudah akan bisa dilihat oleh mata. Setelah pengujian magnetic, maka benda uji akan menjadi bersifat magnet, karena pengaruh serbuk magnet tersebut, maka untuk menghilangkan efek itu digunakan metode demagnetization (proses menghilangkan medan magnet pada benda uji), salah satu caranya dengan menggunakan hammering (benda uji dipikul dengan hammer, sehingga timbul getaran yang akan melepaskan partikel magnet)
Eddy current, prisipnya hampir sama dengan teknik medan magnet, tetapi disini medan listrik yang dipancarkan dari arus listrik bolak-balik, ketika ada crack maka medan listrik akan berubah dan perubahannya itu akan terbaca pada alat pengukur impedansi. Prinsip ini erat kaitannya dengan impedansi, maka halinya sangat dipengruhi oleh jarak antara benda uji dengan alat ukurnya.
Contoh-contoh kerusakan diantaranya :
a) Korosi :bereaksi dengan lingkungan dan meninggalkan karat, umumnya reaksi ini terus berlanjut
b) Erosi : bahan terkikis dengan lambat akibat aliran fluida yang terus-terusan c) Fatigue : cacat lelah akibat gaya siklik (berulang terus-terusan)
d) Patah : akibat tekann atau gaya yang berlebih e) Retak : cacat yang harus diperkuat
2.4Alat dan Bahan
Dalam praktikum kali ini kami menggunakan metode liquid penetrant, berikut adalah alat dan bahan yang digunakan,
Alat :
1. Ampelas 2. Sikat Kawat Bahan :
1. Benda uji 2. Air & tiner 3. Penetran 4. Developer
2.5Langkah Kerja
Berikut adalah langkah praktikum non destruktif test dengan metode liquid penetrant, antara lain :
1. Pre Cleaning
Pre Cleaning dilakukan untuk membersihkan kotoran dan karat yang terdapat pada benda uji.
2. Aplikasikan Penetrant
Pada tahap ini cairan penetrant mulai digunakan pada benda uji dengan cara menyemprotkannya ke seluruh benda uji. Sebelum melakukan tahapan selanjutnya benda uji yang telah diaplikasikan penetrant harus didiamkan dulu selama 10 menit untuk benda uji biasa dan sekitar 30 menit untuk benda uji coran.
3. Bersihkan benda uji
Benda uji dibersihkan menggunakan air.
4. Aplikasikan developer
Pengaplikasian developer dimaksudkan untuk mengekspos bagian bagian tertentu yang terdapat cacat.
5. Aplikasikan cleaner
Pengaplikasian cleaner untuk menghilangkan developer.
2.6Hasil Praktikum
Hasil praktikum non destruktif test kali ini adalah berupa dokumentasi hasil pengujian yang dapat memperlihatkan letak letak bagian kritis pada benda uji.
2.7Kesimpulan
Kesimpulan dari praktikum non destruktif test yang telah dilakukan adalah metode ini adalah adanya beberapa kelebihan dan kekurangan dari metode NDT liquid penetrant.
Kelebihannya antara lain metode yang sangat mudah digunakan, dapat diguakan hampir pada semua jenis material dan relatif murah. Sedangkan kekurangannya yaitu hanya dapat
mendeteksi kecacatan pada permukaan, pengujian tidak menghasilkan angka pasti dan sulit digunakan pada benda berpermukaan kasar.
3.1Latar Belakang
Pengetahuan metalografi pada dasarnya mempelajari karakteristik structural dan susunan dari suatu logam atau paduan logam. Biasanya tidak melalui suatu keseluruhan potongan disebabkan oleh pembawaan hydrogen atau logam.
Terdapat berbagai jenis bahan yang digunakan pada proses manufaktur. Namun, sebelum digunakan dalam industry atau bagian-bagian yang lain, karakteristik struktur atau susunan dari logam atau paduannya yang akan dipakai perlu diketahui. Hal ini berkaitan dengan karakter dari material tersebut.
Oleh karena itu, untuk mengetahui struktur yang ada pada sebuah material maka dilakukan uji metalografi pada material tersebut. Sehingga dengan cara ini dapat diperoleh bahan dengan sifat - sifat yang sesuai dengan tujuan tertentu untuk memenuhi kebutuhan teknologi modern yang meningkat.
3.2Tujuan
1. Mengetahui jenis fasa/struktur mikro dari suatu material. 2. Mengetahui bentuk-bentuk fasa dari logam.
3. Mengetahui salah satu cara melakukan pengujian metalografi suatu material.
3.3Landasan Teori
a. Metalografi
Metalografi merupakan disiplin ilmu yang mempelajari karakteristik mikrostruktur dan makrostruktur suatu logam, paduan logam dan material lainnya serta hubungannya dengan sifat-sifat material, atau biasa juga dikatakan suatu proses umtuk mengukur suatu material baik secara kualitatif maupun kuantitatif berdasarkan informasi-informasi yang didapatkan dari material yang diamati.
Metalografi adalah salah satu metoda yang paling banyak digunakan dalam metalurgi untuk mengkarakterisasi bahan
Teknik metalografi adalah suatu teknik untuk mengamati dan mempelajari struktur mikro dan makro suatu logam dan paduan dan kaitannya dengan sifat mekanik dengan menggunakan mikroskop optik atau electron.
Untuk pengujian dengan menggunakan mikroskop optik, maka perbesaran yang dapat dilakukan yaitu 1000x perbesaran. Dengan perbesaran tersebut maka dapat dapat mengamati struktur mikro dari suatu material. Sementara itu, untuk mengamati struktur makro dari material tersebut, hanya diperlukan 100x pembesaran.
Struktur Mikro adalah gambar/konfigurasi distribusi fasa-fasa, yang apabila diamati dengan mikroskop optik, dapat dipelajari antara lain:
Jenis fasa
Bentuk dan ukuran butir (dendritik, equaksial dsb)
Bentuk, ukuran dan distribusi inklusi.
Mikroporositas, fisure
Bentuk, ukuran dan distribusi grafit pada besi cor.
Dari jenis fasa dan konfigurasi bentuk butir, dapat dipelajari jenis perlakan apa saja yang pernah dialami oleh logam/paduan tersebut.
Struktur Makro adalah gambar/konfigurasi struktur, yang apabila diamati dengan mikroskop optik, dapat dipelajari antara lain:
→ Bagian yang dikeraskan atau tidak
→ Logam lasan dan logam induk
→ Garis aliran deformasi
→ Distribusi MnS pada baja
→ Struktur ingot seperti : Outer chill zone, columnar zone, central equaksial zone, flakes dsb
Dengan demikian berdasarkan pemahaman terhadap struktur mikro dan makro dapat dianalisa
Sifat material
Perkiraan kasar komposisi kimia
Sejarah material b. Teknik metalografi
Metalografi terhadap spesimen
Metalografi
Metalografi warna » etsa/pengkorosif
Heat tinting » dipanaskan
Metalografi in-situ » tidak merusak benda uji, dilakukan di tempat contoh : pipa minyak
Metalografi replica » dengan menggunakan kertas khusus sehingga membentuk negatifnya
c. Manfaat metalografi
Mengidentifikasi fasa-fasa (metalografi warna/selective etching)
Mempelajari dan mengukur bentuk dan ukuran butir
Mempelajari pengaruh proses perlakuan panas atau pengerjaan mekanik
Analisa kegagalan d. Proses pengujian metalografi
1. Proses persiapan sampel
Proses persiapan sampel terdiri dari a) Penentuan lokasi sampel
Merupakan tahap untuk menentukan bagian mana yang diuji/bagian kritis. Hal ini tentunya berkaitan dengan informasi mengenai sample yang diuji. Terdapat beberapa teknik pengambilan sample untuk pengujian metalografi sebagai berikut:
− Ukuran
− Kompleksitas
− Persyaratan teknik Sampel
Lokasi pengambilan sampel mempertimbangkan:
− Sejarah material
misal : hasil coran, proses pembentukan, proses pengelasan, perlakuan panas
− Tujuan analisa
misal : analisa kerusakan, homogenitas pendinginan, homogenitas kimia b) Pemotongan
Pemotongan sampel meggunakan gerinda potong. Untuk sampel yang kecil perlu dibingkai.
Teknik pembingkaian :
− Pembikaian tercelup didalam resin atau bakelit atau logam non ferro (temperatur cair randah)
− Pembikaian mekanik
c) Penggerindaan
Untuk menghaluskan permukaan sampel. d) Pengampelasan
Pengampelasan dimulai dari no ampelas yang paling kecil sampai yang paling besar (40 s.d. 2000) + air untuk pendingin. Pembuangan beram menghindari deformasi yang berlebihan.
e) Polishing
Tujuan dari pemolesan ialah menghaluskan dan melicinkan permukaan sampel yang akan diamati.
Pemolesan mekanik
Merupakan proses pemolesan dengan media partikel abrasive. Beberapa jenis partikel abrasive yang digunakan antara lain Si, AlSO3, dan Emery.
Pemolesan kimia
Yaitu proses pemolesan dengan menggunakan bahan kimia.
Teknik-teknik pemolesan yang khusus
Pemolesan khusus dilakukan dengan menggunakan EDM teknik erosi. f) Etsa
Permukaan specimen hasil proses poles direaksikan dengan larutan kimia untuk memunculkan mikrostruktur bahan kristalin berdasarkan reaksi kimia
Cara mengetsa :
−Dicelupkan (immersion Method)
−Swabbing (untuk material yang mudah dietsa)
−Electrochemical etch (untuk material yang tahan korosi) Cara lain :
− Heat Tinting
− Metode Interferensi
Jenis Etsa
− Grain boundary etching didapatkan batas butir saja
Bahan etsa
g) Pengeringan
Pengeringan menggunakan pengering. 2. Proses pengamatan sampel
Proses pengamatan dilakukan dengan bantuan alat yaitu mikroskop. Prinsip kerja dari alat ini yaitu dengan memberikan cahaya pada benda uji. Cahaya yang diterima benda uji akan mengalami relief hasil pembiasan pantulan cahaya mikroskop terhadap material. Sehingga karena adanya perbedaan ketinggian pada material karena proses etsa maka pada lensa pengamatan akan berbentuk bagian yang terang dan gelap sesuai dengan ketinggian masing – masing butir. Gamabar di bawah ini merupakan ilustrasi dari prinsip pengamatan.