MODIFIKASI SEPATU PROBE PADA PENGUJIAN ULTRASONIK
UNTUK MENGHASILKAN GELOMBANG PERMUKAAN
SEBAGAI PENDETEKSI LOKASI RETAK PERMUKAAN
PADA POROS PROPELLER
Ivan Afandy1, Wing Hendroprasetyo Akbar Putra2 Jurusan Teknik Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan,
Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
1
e-mail: [email protected]e-mail: [email protected]
Abstrak: Beban puntir yang ada pada poros dapat menimbulkan retak. Retak tersebut biasanya berawal dari permukaan yang apabila tidak diperbaiki akan menjalar dan menimbulkan kerusakan pada material. Pengujian ultrasonik dilakukan pada beberapa diameter poros yaitu 140 mm, 170 mm, dan 200 mm dengan retak buatan yang kedalamannya sebesar 2.5 mm, 4 mm, dan 8 mm secara memanjang dan melingkar poros menggunakan probe normal yang berdiameter 20 mm dengan frekuensi 4 MHz dan dihubungkan pada sepatu (wedges). Hasil penelitian memperlihatkan bahwa pemanfaatan gelombang permukaan yang dihasilkan oleh wedges mempunyai tingkat prosentase eror yang paling tinggi sebesar 3.95% dan itu masih memenuhi batas prosentase eror yang diizinkan yaitu sebesar 5%.
Kata Kunci:Poros, Probe, Snail Wedges,Ultrasonik.
Abstract: Torsion loading on the shaft may cause cracking. The cracks are usually initiated from surface and if it is not removed, it would propagate and causing damage on the material. Ultrasonic testing conducted using variations of the shaft’s diameter: 140 mm, 170 mm, and 200 mm with artificial crack’s depth of 2.5 mm, 4 mm, and 8 mm in axial and circumferential orientation on the shaft using normal probe with a diameter of 20 mmand a frequency of 4 MHz connected to shoes. The results showed that the use of surface wave which produced by the wedges have a maximum percentage of error of 3.95 % and it does not exceed the percentage error allowed by the statistics of 5%.
Keywords:Shaft, Transducer, Snail Wedges, Ultrasonic.
PENDAHULUAN
Retak-retak pada kapal bisa terjadi dimana-mana. Retak tersebut bisa muncul akibat kesalahan pada proses pengelasan ataupun akibat pembebanan yang terpusat dengan intensitas tinggi
dan juga akibat beban puntir, beban tekan, beban tarik. Pada umumnya suatu retak dimulai dari retak permukaan atau
surface crack dan apabila tidak segera
dilakukan perbaikan akan menjalar lebih luas. Terlebih lagi dapat menyebabkan patah getas atau kerusakan pada material
yang dapat menimbulkan kerugian besar. Penelitian ini mengulas tentang masalah gelombang permukaan pada pengujian ultrasonik. Untuk itu dalam menentukan lokasi retak yang terjadi pada permukaan material dilakukan dengan menggunakan
ultrasonic testing (UT).
Prinsip dari penelitian ini adalah memodifikasi sepatu probe agar nanti bisa menghasilkan gelombang permukaan dengan bentuk mengadopsi rumah siput (snail wedges). Bagian yang bersentuhan dengan benda uji menyesuaikan kontur dari benda uji itu sendiri misalnya poros. Kemudian gelombang tersebut merambat pada permukaan material dan kemudian dipantulkan kembali oleh retak dan signalnya akan ditampilkan pada layar. Pengujian Ultrasonik
Pengujian ultrasonik adalah suatu metode pengujian yang tidak merusak (Non Destructive Test). Prinsip pengujian menggunakan ultrasonik adalah dengan cara merambatkan gelombang suara ke dalam suatu specimen uji. Gelombang tersebut merambat di dalam specimen, tetapi apabila terdapat diskontinuitas di dalam specimen uji atau backwall (bagian belakang dari spesimen) maka gelombang tersebut akan memantul kembali. Gelom-bang suara yang digunakan dalam uji ultrasonik adalah gelombang ultrasonik. Gelombang suara ultrasonik yang masuk ke dalam specimen uji akan menghasilkan getaran. Hasil getaran dari gelombang suara tersebut dideteksi oleh sebuah sistem penguji yang kemudian akan dapat memberikan informasi tentang spesimen melalui indikasi yang ditunjukkan pada layar.
Ultrasonik juga dapat digunakan untuk menentukan struktur dalam dan sifat fisik dari material. Perlakuan panas, ukuran dari butir material, dan modulus elastisitas atau modulus Young dapat
menimbulkan atenuasi atau pelemahan sinyal terhadap gelombang ultrasonik. Modulus Young atau rasio tegangan dari regangan adalahsuatu batas elastis dalam material. (E. Mix 2005).
Teori Dasar Pengujian Ultrasonik
Ultrasonik adalah gelombang suara atau getaran dengan frekuensi yang sangat tinggi untuk bisa didengar telinga manusia, yaitu frekuensi di atas 20 kiloHertz. Hanya ada beberapa hewan, seperti lumba-lumba yang menggunakan untuk komunikasi, sedangkan pada jenis kelelawar menggunakan gelombang suara ultrasonik sebagai alat navigasi. Gelom-bang ultrasonik merupakan gelomGelom-bang ultra (di atas) frekuensi gelombang suara (sonik). (Railway 2006).
Gelombang ultrasonik berfrekuensi tinggi (1 MHz s/d 10 MHz) dirambatkan ke dalam material. Dalam penjalarannya di dalam material tersebut gelombang ultrasonik akan dapat memantul setiap kali menjumpai bidang pantul (termasuk retak). Gelombang pantul tersebut dapat diterima oleh probe, maka indikasinya bisa diamati lewat layar. Melalui indikasi yang muncul pada layar tersebut lalu dilakukan analisa untuk mengetahui cacat bahan. Untuk mendapat informasi cacat seakurat mungkin, maka dalam scanning disediakan probe dengan berbagai jenis
probe (dimensi, frekuensi, dan berbagai
sudut probe).
Karakteristik Gelombang Ultrasonik Mode perambatan suatu gelombang suara ultrasonik dalam suatu media dapat terjadi dalam beberapa jenis, yaitu:
Longitudinal (Compression), Transversal (Shear), Surface (Rayleigh), dan Plate (Lamb).Masing-masing mode perambatan
tersebut memiliki fungsi tersendiri dalam proses pemeriksaan ultrasonik selebihnya
masing-masing mode perlu diketahui sifat-sifatnya.
Pembiasan (Refraction)
Gelombang suara yang dirambatkan lewat suatu interface akan membentuk sudut yang disebut sudut bias. Menurut hukum Snell’s, sudut bias dapat dihitung jika sudut datang dari gelombang suara dan kecepatan rambat suara pada dua media diketahui. Hukum Snell’s menyata-kan sudut datang gelombang suara diban-ding dengan kecepatan rambat suara di media asal, sama dengan perbandingan diantara sudut bias dengan besarnya kecepatan rambat suara pada media ke dua. Sehingga untuk itu diformulasikan sebagai berikut:
...persamaan 1
Dimana,
Sehingga dalam pembiasan gelom-bang dapat disimpulkan bahwa energi gelombang suara yang diteruskan menuju
interface besarnya sama dengan energi
gelombang suara yang meninggalkan
inter-face. (Hellier 2003). Kuplan
Pembiasan gelombang suara akan mengalami hambatan bila terdapat udara yang memisah transducer dengan media (logam). Gelombang suara akan langsung dikembalikan menuju transducer dan tidak dapat diteruskan masuk ke dalam media atau logam yang akan diperiksa. Masalah tersebut dapat diatasi dengan cara menghilangkan udara yang menjadi jarak antara tranducer dan logam dengan
menggunakan media yang mempunyai nilai acoustic impedance yang sesuai dengan transducer dan logam yang akan diperiksa. Media yang digunakan harus bisa membasahi dan menyentuh dengan sempurna pada permukaan transducer dan media yang akan diteliti. Media ini biasanya berbentuk cairan, lemak atau pasta. Media inilah yang disebut dengan
couplant. (Hellier 2003). Transducer (Probe)
Transducer merupakan jantung dari
sistem pemeriksaan ultrasonik. Material kristal dalam transducer ultrasonik dibuat dari bahan piezoelectric seperti quartz,
lithium sulphat dan polarized ceramics.
(Hellier 2003).
Quartz merupakan material yang
pertama kali digunakan. Meski memiliki karakteristik frekuensi yang stabil namun kemampuan dalam menghasilkan energi suara sangat buruk. Saat ini penggunaan quartz telah diganti dengan material yang lebih efisien.
Lithium sulphate adalah salah satu
jenis material yang bersifat sangat efisien dalam menerima energi suara, namun getas dan dapat larut dalam air sehingga pada penggunaannya harus pada suhu di bawah 73° C.
Polarized ceramics merupakan satu
jenis material penghasil suara yang paling efisien akan tetapi cenderung mengalami keausan. Yang termasuk dalam polarized
ceramics adalah antara lain barium titan-ate, lead metaniobate dan lead zirconate
atau titanate. Sistem Desibel
Bell merupakan besaran satuan unit pengukuran yang besar, sehingga perlu untuk diturunkan ke satuan yang lebih kecil, yaitu decibell atau biasa disebut dengan dB. “Deci” merupakan sebuah sukukata yang berasal dari kata Yunani
yang berarti “one tenth” atau satu puluhan. Sehingga 1dB sebanding dengan 10 bell. Decibell merupakan satuan unit yang biasa digunakan untuk menyatakan intensitas energi suara. Hal ini sebanding dengan dua puluh kali logaritma dari perbandingan tekanan yang diproduksi oleh energi suara. Dengan kata lain, hal ini digunakan untuk menyatakan perban-dingan amplitudo dari dua pulsa, dimana masing-masing pulsa mempunyai besar amplitudo yang berbeda. Sebagai contoh, apabila diketahui sebuah amplitudo suatu pulsa dengan nilai prosentase tertentu kemudian nilai dari prosentase amplitudo pulsa tersebut berkurang, maka pengu-rangan nilai gain-nya dapat dihitung. Perhitungan perbandingan diantara dua nilai amplitudo pulsa dapat dituliskan dengan rumus sebagai berikut: (Hellier 2003).
...persamaan 2 Dimana,
A1= Prosentase ketinggian amplitudo pertama
A2= Prosentase ketinggian amplitudo kedua
Snail Wedges
Wedges atau sepatu probe adalah
suatu alat bantu, yang digunakan untuk membiaskan gelombang yang keluar dari
probe. Bahan wedges bisa dibuat dari
berbagai macam material sesuai dengan
kebutuhan. Untuk pengujian ultrasonik kebanyakan wedges dibuat dari material bening seperti kaca yang biasa disebut dengan plexiglass atau acrylic. Pada peng-gunaan material untuk sepatu probe harus memperhatikan cepat rambat gelombang suara dalam material, karena cepat rambat gelombang ini dapat mempengaruhi besar sudut datang bias dari material. Contoh dari penggunaan
wedges ini adalah snail wedges yang
digunakan membantu probe normal agar bisa memperoleh gelombang permukaan (rayleigh). Snail wedges atau AWS
Tranducer Wedges ini mempunyai fungsi
tersendiri yaitu untuk mendeteksi retak permukaan yang terdapat pada material dengan gelombang suara. Gelombang suara yang dihasilkan oleh snail wedges ini pergerakannya mengikuti bentuk kontur permukaan material.
METODEPENELITIAN Persiapan Material
Spesimen atau material uji yang dipakai pada proses penelitian ini adalah
plexiglass, dan digunakan untuk sepatu probe. Spesimen poros terbuat dari baja
karbon yang berjumlah 3 buah. Spesimen tersebut mempunyai panjang 1 m dan berdiameter masing-masing 140, 170, 200mm, dimana pada setiap specimen dibuat suatu crack atau retak buatan dengan ukuran yang bervariasi.
Gambar 1.Snail Wedges/AWS Tranducer wedges (http://www.olympus-ims.com/en/ultrasonic-transducers/aws/)
Ukuran panjang retaknya yaitu 5 mm memanjang specimen (axial) dan 5 mm melingkar specimen (circumferential) dengan kedalaman retak yang bervariasi yaitu 2.5 mm, 4 mm, dan 8 mm pada setiap material uji. Kemudian dibuat desain untuk modifikasi sepatu probe yang memiliki bentuk seperti rumah siput dimana peletakan probe pada sepatu probe mempunyai sudut 58o agar dapat menghasilkan gelombang permukaan.
Pembuatan Retak Buatan
Material uji yang sudah dipotong dan telah dilakukan proses pembersihan serta penghalusan ujung-ujungnya dari sisa proses pemotongan material siap untuk diberikan retak buatan dengan menggunakan alat yang disebut EDM. Dimana posisi retak diatur sedemikian rupa untuk memudahkan saat proses pemeriksaan menggunakan metode ultra-sonic testing (UT).
Tabel 1.Ukuran Retak
Panjang (mm) Kedalaman (mm) Lebar (mm)
5 2.5 1 5 4 1 5 8 1 1 2.5 5 1 4 5 1 8 5
Desain retaknya adalah sebagai berikut:
Gambar 2.Desain retak buatan memanjang specimen (axial)
Pembuatan Sepatu Probe
Proses pembuatannya dengan cara memotong plexiglass yang sudah ada di pasaran dengan ketebalan yang sudah ditentukan sebelumnya. Pemotongan bisa dilakukan sesuai dengan bentuk yang diinginkan. Proses pemotongan menggu-nakan grinda dengan mata grinda sama seperti yang digunakan untuk memotong keramik. Setelah plexiglass tersebut tadi dipotong kemudian dihaluskan dengan
flapdisk sehingga permukaan dari wedges
tersebut rata. Untuk sudut datang yang dipakai dalam memodifikasi sepatu probe ini adalah 58o sesuai perhitungan di bawah ini:
Gambar 4. Sepatu probe Persiapan Pemeriksaan
Kalibrasi Peralatan
Proses kalibrasi merupakan proses kalibrasi yang biasa digunakan untuk gelombang permukaan. Proses kalibrasi diawali dengan mengatur velocity sesuai
dengan yang digunakan yaitu shear besarnya adalah 3.230 m/s. Masukkan besarnya x-value sesuai jarak exit point
probe ke ujung dari wedges yang telah
dimodifikasi. Besar dari nilai x-value yang dimasukkan adalah 23 mm.
Gambar 5.Nilai x-value pada wedges untuk retak permukaan yang memanjang poros
Gambar 5.Nilai x-value pada wedges untuk retak permukaan yang melingkar poros
Scan material sehingga didapatkan sinyal tertinggi, kemudian mengatur zero
level sehingga didapatkan ukuran yang
sama antara lokasi sebenarnya dan yang ditunjukkan oleh alat ultrasonic tester. Ukuran-ukuran tersebut akan muncul di layar apabila gate diatur supaya posisinya tepat di atas sinyal yang akan diukur. Langkah-Langkah Menentukan Lokasi Retak
Retak buatan pada material uji poros mempunyai posisi yang berbeda-beda. Berdasar posisinya terhadap poros dibedakan menjadi 2 macam, yaitu retak permukaan yang memanjang poros dan retak permukaan yang melingkar poros. Untuk menentukan lokasi retak permuka-an pada permukapermuka-an poros dengpermuka-an posisi memanjang poros bisa dilakukan sebagai berikut :
Persiapkan sepatu probe yang telah dimodifikasi sesuai diameter poros dan peralatan pengujian ultrasonik seperti
probe, alat flaw detector (layar) beserta
kabel-kabel yang akandigunakan untuk pengujian ultrasonik.
Memasang probe ke sepatu probe yang telah dimodifikasi sesuai dengan diameter material yang akan diuji dan posisi retak memanjang poros. Untuk posisi probe yang telah terpasang pada
sepatu probe diletakkan secara melingkar poros pada saat pengujian.
Material poros uji yang diperiksa diberi couplant dimana yang dilumuri
couplant tersebut adalah diantara probe
dengan wedges dan diantara wedges dengan material uji yaitu poros.
Scan material uji yang sudah ada
retak buatannya sehingga menghasilkan pulsa tertinggi.
Atur gate pada alat tersebut agar berada tepat diatas pulsa tertinggi supaya besar ukuran-ukuran seperti sound path,
depth, dan surface distance muncul pada
layar.
Sound path yang muncul pada layar
adalah lokasi retak permukaan tersebut diukur dari ujung wedges yang telah dimodifikasi.
Sedang untuk menentukan lokasi retak permukaan yang posisinya meling-kar poros caranya hampir sama dengan retak yang memanjang poros, tetapi posisi scanningnya berbeda.
Langkah-Langkah Menentukan Panjang Retak Permukaan
Dalam menentukan panjang retak permukaan yang memanjang poros dapat dilakukan dengan carabeberapa langkah sebagai berikut:
Sebelum dilakukan scanning tandai ujung wedges agar tepat berada diujung
bagian kiri dan bagian kanan probe yang menempel pada wedges.
Gambar 6. Penandaan wedges sebelum scanning Kalibrasi Probe
Scanning spesimen dari arah kiri ke
arah kanan untuk mencari retak permu-kaan yang posisinya berarah memanjang spesimen poros.
Setelah menemukan pantulan pulsa pada layar akibat retak permukaan, ulangi lagi proses scanning dan tandai pada spesimen pada saat awal pulsa hasil pantulan retak tersebut muncul. Proses penandaan pada spesimen mengacu pada tanda yang ada di wedges sebelah kanan.
Hampir sama dengan langkah yang ketiga, lakukan scanning retak permukaan dari arah kanan ke kiri.
Setelah menemukan adanya retak permukaan yang ditandai dengan adanya pulsa yang muncul pada layar, tandai spesimen ketika pulsa baru muncul dengan acuan tanda pada bagian kiri
wedges.
Jarak antara kedua tanda yang ada pada spesimen itulah panjang dari retak permu-kaan yang ada pada spesimen.
Untuk penentuan panjang retak yang melingkar poros, langkahnya sama dengan penentuan panjang retak yang memanjang poros tetapi posisi scanning-nya yang berbeda.
HASILDANPEMBAHASAN
Pengaruh Kedalaman Retak Permukaan Terhadap Hasil Scan
Pulsa yang muncul pada layar meru-pakan hasil pantulan gelombang suara dari sebuah indikasi yang dapat ditangkap kembali oleh tranducer yang kemudian ditampilkan di layar. Pulsa ini mempunyai ketinggian yang berbeda-beda. Ketinggian pulsa dipengaruhi oleh kedalaman dari retak permukaan. Semakin dalam retak permukaan, maka pulsa yang muncul di layar akan semakin tinggi. Ketinggian pulsa maksimum yang muncul pada layar sebesar satu panjang gelombang permu-kaan. Panjang gelombang dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu cepat rambat dan frekuensi dari gelombang suara. Apabila kedalaman retak kurang dari satu panjang gelombang permukaan maka tinggi pulsa yang muncul pada layar akan lebih rendah bila dibandingkan dengan kedalaman retak yang melebihi satu panjang gelombang permukaan. Hal itu bisa terjadi karena pada retak yang kedalamannya kurang dari satu panjang gelombang permukaan hanya sebagian gelombang suara yang dipantulkan oleh
retak permukaan dan ditangkap lagi oleh
tranducer. Panjang gelombang suara dari
gelombang permukaan pada penelitian ini 0.725 mm. Jadi variasi kedalaman retak permukaan pada penelitian ini memiliki pulsa yang tinggi. Hal ini dikarenakan kedalaman retak lebih besar dari pada daya tembus dari gelombang permukaan. Akan tetapi, ketinggian pulsa juga bervariasi walau sudah melewati batas maksimum.Hal ini dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu penekanan pada saat melakukan pengujian, semakin kuat penekanan probe pada saat pengujian maka pulsa yang dihasilkan juga lebih tinggi.
Penggunaan kuplan saat pengujian juga mempengaruhi ketinggian pulsa yang bervariasi ini. Kuplan yang terlalu banyak akan dapat mengubah arah dari
perambatan gelombang suara sedangkan apabila kuplan jumlahnya terlalu sedikit maka gelombang suara tidak merambat ke material. Disamping itu jarak diantara ujung wedges dengan retak pada poros yang besar dapat menyebabkan terjadi pelemahan gelombang suara yang dapat menyebabkan ketinggian pulsa semakin rendah. Berikut ini adalah perhitungan dari daya tembus gelombang permukaan.
Dimana :
Tabel 2.Ketinggian pulsa untuk retak permukaan yang memanjang poros dengan diameter 140 mm
Kedalaman retak (mm) Ketinggian pulsa (%FSH)
2.50 30
4.00 32
8.00 34
FSH: Full Screen Height (ketinggian layar penuh)
Tabel 3.Ketinggian pulsa untuk retak permukaan yang melingkar poros dengan diameter 140 mm
Kedalaman retak (mm) Ketinggian pulsa (%FSH)
2.50 25
4.00 30
8.00 32
FSH: Full Screen Height (ketinggian layar penuh)
Hasil scanning retak yang posisinya memanjang poros dengan diameter 140 mm dapat dilihat di Tabel 4.1, sedangkan untuk retak yang melingkar poros dengan diameter poros 140 mm dapat dilihat pada Tabel 4.2. Kedua tabel di atas
memiliki ketinggian pulsa yang relatif sama tinggi. Dengan kedalaman retak permukaan yang melebihi daya tembus gelombang permukaan sebesar 0.725 mm, maka pulsa yang dihasilkan akan tinggi. Hal ini dikarenakan pantulan dari
gelombang permukaan yang sempurna. Dengan kata lain gelombang permukaan tersebut dipantulkan dengan sempurna oleh retak permukaan. Dalam hal ini tidak menutup kemungkinan apabila ketinggian pulsa yang dihasilkan dapat bervariasi yang tergantung pada banyak sedikitnya penggunaan kuplan, kemudian kerasnya penekanan pada probe saat scanning dan besarnya jarak diantara ujung sepatu dengan retak.
Pengaruh Posisi Retak Permukaan Terhadap Hasil Scan.
Pada penelitian ini variasi retak juga diberikan dengan posisi memanjang dan melingkar poros. Posisi retak ini juga dapat mempengaruhi hasil dari scanning. Retak yang arah memanjang poros dan melingkar poros ini didesain agar tegak lurus dengan arah datangnya gelombang suara. Retak yang melingkar poros lebih mudah dideteksi daripada retak yang memanjang poros karena tidak perlu penambahan gain untuk mendeteksi ada retak. Apabila mendeteksi retak yang posisinya arah memanjang poros perlu ditambahkan gain supaya sinyal yang muncul pada layar bisa dianalisa. Apabila tidak ditambahkan gain maka sinyal yang muncul akan mempunyai ketinggian pulsa yang rendah sehingga sinyal susah untuk dianalisa. Ketinggian pulsa yang rendah disebabkan oleh besarnya jarak diantara ujung wedges dengan retak pada poros
sehingga gelombang suara yang meram-bat pada material mengalami pelemahan. Jarak diantara ujung dari wedges dengan retak permukaan untuk retak yang posisi-nya memanjang poros akan lebih besar bila dibandingkan retak yang posisinya melintang poros. Karena untuk retak yang memanjang poros jaraknya mengikuti kontur poros yang melingkar, sedangkan retak yang melingkar poros jaraknya lurus seperti pelat datar.
Gambar 7 menunjukkan ketinggian pulsa sebesar 28% FSH dan diperoleh dari
scanning retak memanjang poros untuk
diameter 170 mm dengan kedalaman 2.5 mm memakai gain 79.5 dB. Ketinggian pulsa yang hampir sama sebesar 26% FSH tampak pada Gambar 4.3 diperoleh dari
scanning retak melingkar poros untuk
poros yang berdiameter 170 mm dengan kedalaman retak 2.5 mm memakai gain 73.5 dB. Dengan memakai gain yang sama yaitu 73.5 dB maka pulsa yang tampak pada layar untuk posisi retak memanjang poros mempunyai ketinggian pulsa yang rendah seperti tampak pada Gambar 8. Dengan demikian dapat disim-pulkan untuk memperoleh ketinggian pulsa yang sama, scanning untuk retak yang memanjang poros harus ditambah gainnya sebesar 6 dB. Penambahan 6 dB berarti penambahan energi ultrasonik sebesar dua kali energi ultrasonik mula-mula.
Gambar 7. Retak memanjang untuk diameter 170 mm dengan kedalaman retak 2.5 mm dengan gain 79.5 dB
Gambar 8. Retak memanjang untuk diameter 170 mm dengan kedalaman retak 2.5 mm dengan gain 73.5 dB
Gambar 9.Retak melingkar untuk diameter 170 mm dengan kedalaman retak 2.5 mm dengan gain 73.5 dB Pengaruh Diameter Poros Terhadap Hasil
Scan.
Ada beberapa diameter poros yang diuji pada penelitian ini yaitu 140 mm, 170 mm, 200 mm. Perbedaan diameter
poros ini tidak mempengaruhi hasil dari
scanning. Ini dikarenakan pada penelitian
ini memanfaatkan gelombang permukaan untuk mendeteksi adanya retak permuka-an. Gelombang permukaan ini merambat
di permukaan material sesuai dengan kontur permukaan material yang diuji. Apabila pada material poros memiliki bagian yang berupa tekukan extrim maka gelombang permukaan tidak bisa meram-bat terus sepanjang material poros tersebut. Hal ini dapat mempengaruhi hasil scan, sebab apabila terdapat retak
yang posisinya setelah tekukan extrim dari material maka indikasi dari retak tersebut tidak akan terdeteksi, berbeda dengan retak yang lokasinya berada sebelum tekukan extrim pada material tersebut maka retak tersebut akan bias terdeteksi dengan baik.
Gambar 10.Perambatan gelombang permukaan pada poros Gambar 10. memperlihatkan bahwa
gelombang yang digunakan untuk proses
scanning retak pada pengujian ini akan
dapat merambat pada permukaan mate-rial poros sesuai dengan konturnya, oleh sebab itu variasi diameter poros tidak
berpengaruh pada hasil scanning. Penentuan Panjang Retak Permukaan.
Dalam menentukan panjang retak permukaan memanjang poros adalah sebagai berikut:
Gambar 11.Penandaan saat tepat akan munculnya pulsa Dari Gambar 11 dapat dilihat bahwa
terdapat tanda pada wedges yang akan dijadikan acuan dalam pengukuran pan-jang retak permukaan material. Scanning dilakukan dari arah kiri ke kanan dan ketika pulsa akibat adanya retak
permu-kaan tepat akan muncul, maka spesimen ditandai sesuai dengan acuan yang ada pada wedges. Tanda pada spesimen tersebut merupakan ujung dari retak permukaan yang terdapat pada spesimen. Gelombang Permukaan
Gambar 12.Penandaan saat pulsa dari retak akan muncul Dari Gambar 12 terlihat munculnya
pantulan pulsa yang dihasilkan oleh retak permukaan akibat dari scanning yang dilakukan dari kanan ke kiri. Apabila pulsa tersebut muncul, maka harus ditandai pada spesimen sesuai dengan acuan yang diberikan pada wedges tersebut. Dengan demikian, ujung dari retak permukaan tersebut dapat diketahui. Jadi panjang dari retak permukaan tersebut dapat diukur dengan mengukur jarak antara tanda pertama pada spesimen dengan tanda kedua pada specimen.
Untuk retak yang melingkar poros caranya hampir sama dengan retak yang memanjang poros. Perbedaannya adalah pada posisi saat scanning retak permuka-an.
SIMPULAN
Setelah melakukan pengujian ultra-sonik testing dan melakukan analisa hasil pengujian dengan variasi kedalaman dari retak, posisi retak, dan diameter poros dapat di peroleh beberapa kesimpulan sebagai berikut:
Hasil pengukuran aktual dengan pembacaan hasil dari scanning pengujian ultrasonic menggunakan gelombang per--mukaan yang dihasilkan oleh modifikasi
wedges mumpunyai prosentase eror yang
kecil sehingga hasil penelitian ini dapat digunakan di lapangan.
Kedalaman retak permukaan pada
material uji berpengaruh pada ketinggian pulsa yang muncul pada layar. Ketinggian nilai pulsa maksimum ditentukan oleh daya tembus dari gelombang permukaan sebesar satu panjang gelombang yaitu 0.725 mm. Retak yang kedalamannya lebih dari satu panjang gelombang meng-hasilkan tampilan pulsa yang tinggi sedang untuk kedalaman yang kurang dari satu panjang gelombang memiliki tampilan pulsa yang lebih rendah. Akan tetapi ketinggian pulsa yang melebihi satu panjang gelombang itu juga bervariasi. Hal ini dipengaruhi oleh penekanan probe pada saat scanning, penggunaan kuplan, jarak antara ujung wedges dengan retak permukaan yang besar mengakibatkan pelemahan gelombang.
Posisi dari retak permukaan yang memanjang poros lebih susah dideteksi dibandingkan dengan retak permukaan yang melingkar poros karena jarak antara ujung wedges dengan retak untuk posisi retak poros yang memanjang lebih besar dibanding posisi retak yang melingkar poros. Karena pada retak yang meman-jang poros jaraknya mengikuti keleng-kungan dari poros sedangkan untuk retak yang melingkar poros jaraknya lurus seperti pada pelat datar. Jarak yang berupa lengkungan lebih besar disban-dingkan jarak yang berupa garis lurus. Semakin besar jarak tersebut dapat
Ivan A, Wing H. A. P: Modifikasi Sepatu Probe pada 101 mempengaruhi ketinggian pulsa karena
adanya pelemahan gelombang sehingga perlu ditambahkan gain pada alat agar sinyal hasil pantulan retak bisa muncul dan dievaluasi.
Diameter poros tidak mempeng-aruhi hasil scanning pada pengujian ultrasonik dengan memanfaatkan gelom-bang permukaan sebagai pendeteksi lokasi retak permukaan, karena gelom-bang permukaan dapat merambat sesuai kontur permukaan material.
Cara memodifikasi sepatu probe agar meghasilkan gelombang permukaan yang dapat digunakan untuk menentukan lokasi retak permukaan adalah dengan menentukan sudut datang yang diperlu-kan agar gelombang yang datang dapat dibiaskan ke permukaan. Sudut datang gelombang suara tersebut besarnya
Hasil modifikasi sepatu probe dapat digunakan untuk menentukan panjang dari retak permukaan poros uji yang
posisinya memanjang maupun melingkar poros kare-na eror maksimal yang dihasilkan untuk penentuan panjang retak yang posisinya memanjang poros adalah 2.6% sedangkan untuk retak yang posisinya melingkar poros adalah 2.72% itu masih dibawah batas eror yang boleh digunakan yaitu 5%.
DAFTAR RUJUKAN
“AWS Wedges & Tranducer.”Olympus.
http://www.olympus-
ims.com/en/ultrasonic-transducers/aws/ [25 Sep 2013] E. Mix, Paul, 2005,Introduction To
Nondestructive Testing, New Jersey
;John Wiley and Sons Inc.
Hellier, Charles,2003,Handbook of Non
Destructive Evaluation, New York ;
MacGrow-Hill companies Inc.
Railway, Central,2006,Non Destructive
Testing And Inspection Manual,
Denmark ;Ramboll.
