Rangkuman Materi
Non Destructive Test (NDT)
1.
Pendahuluan
Non destructive test merupakan metode pengujian untuk memeriksa ada atau
tidaknya cacat pada sebuah benda kerja. Oleh karena itu, pengujian tersebut tidak
boleh meimbulkan kerusakan.
Tujuan dilakukannya NDT adalah untuk meyakinkan atau menjamin bahwa suatu
benda dapat bekerja dengan sempurna sesuai dengan rancangan.
Ada banyak cara pemeriksaan NDT, yang setiap metoda pengujiannya memiliki
kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Namun jenis metode pengujian yang
sering dilakukan, yaitu:
a.
Visual Test
b.
Liqiud Penetrant Test
c.
Magnetic Particle Test
d.
Ultrasonic Test
e.
Radiographic Test
A. Visual Test
Pengujian ini hanya dilakukan melalui pengamatan langsung tanpa bantuan alat
optik apapun. Cara tersebut memang murah namun cacat yang mampu terdeteksi
juga sebatas kemampuan mata manusia.
Selain itu tingkat keberhasilannya pun bergantung pada kecermatan atau
ketelitian pengamat.
B. Liquid Penetrant Test
Prinsip dari pengujian ini adalah memanfaatkan kemampuan cairan penetrant
untuk memasuki celah discontinuity serta kerja developer untuk mengangkat kembali
cairan yang meresap pada retakan, sehingga cacat dapat terdeteksi. Berikut
merupakan prosedur pemeriksaannya:
1)
Pembersihan permukaan
2)
Penetration
Pada tahap ini diberikan cairan penetrant pada permukaan benda kerja yang
diperiksa. Kemudian ditunggu beberapa saat (dwell time), sehingga cairan dapat
masuk ke dalam celah retakan.
3)
Removal of excess penetrant
Pembersihan cairan penetrant dengan air, pelarut, atau di lap saja. Pembersihan
tidak boleh berlebihan, karena dapat menyebabkan penetrant yang meresap akan
terbilas semua.
4)
Development
Pemberian serbuk developer pada permukaan yang telah bersih. Cairan developer
akan menyerap cairan penetran kembali ke permukaan. Hal ini disebabkan adanya
perbedaan tegangan permukaan antara cairan penetrant dengan developer.
5)
Inspection
Jenis cairan penetrant dibedakan menjadi dua, yaitu : visible penetrant dan
fluorescent penetrant. Kemudian cara pembersihannya dibedakan menjadi tiga,
yaitu: pembersihan dengan air ; pembersihan dengan cairan pelarut ; pembersihan
dengan emulsifier.
Selain itu developer juga ada yang bekerja pada kondisi kering maupun basah.
Dry developer biasanya digunakan untuk penetrant yang fluorescent. Sedangkan
wet developer, ada yang berupa water suspendible (suspensi dalam air) maupun
solvent suspenpendible (suspensi dalam cairan yang mudah menguap). Namun hal
penting yang perlu diingat bahwa warna developer harus kontras dengan cairan
penetrant, agar mudah mengamati cacat yang timbul.
Metode pengujian ini dapat digunakan untuk mendeteksi cacat permukaan
maupun di bawah permukaan (sub surface). Akan tetapi seberapa dalam dari
permukaan bergantung daya kapilaritas cairan penetrant.
Keuntungan dari liquid penetrant test adalah:
Mudah diaplikasikan
Murah
Tidak dipengaruhi oleh sifat kemagnetan material dan komposisi kimianya
Jangkauan pemeriksaan cukup luas
Kekurangan dari metode ini:
Tidak dapat dilakukan pada benda berpori atau material produk powder metallurgy.
Hal tersebut akan menyebabkan terserapnya cairan penetrant secara berlebihan
sehingga dapat mengindikasikan cacat palsu
C. Magnetic Particle Test
Pengujian ini digunakan untuk mendeteksi cacat yang terletak di permukaan atau
sedikit di bawah permukaan, pada benda yang bersifat ferromagnetic ( memiliki sifat
kemagnetan tinggi).
Mendeteksi adanya pembentukkan medan magnet baru (medan bocoran) akibat
garis gaya magnet yang terpotong oleh discontinuity sehingga akan menarik partikel
magnetic untuk berkumpul di sekitar medan bocoran.
Prosedur pemeriksaannya adalah :
1)
Magnetisasi
Proses
magnetisasi
bertujuan
untuk
membangkitkan medan magnet
pada
permukaan benda kerja yang diinspeksi. Pembangkitan medanmagnet ini dapat
dilakukan menggunakan coil, yoke, maupun prod bahkan alat yang labih sederhana
seperti kabel konduktor, klem dsb.
2)
Penyemprotan serbuk magnetic
Penyemprotan serbuk ini dapat dilakukan secara bersamaan dengan proses
magnetisasi maupun sesudah proses magnetisasi
3)
Inspeksi
Pengamatan terhadap terbentuknya medan magnet baru.
Kelebihan metode pengujian magnetic partikel adalah;
Mudah
Tidak memerlukan keahlian khusus untuk mengoperasikannya
Kekurangan metode pengujian ini adalah:
Penggunaanya terbatas pada material yang bersifat ferromagnetic
Adanya kemungkinan cacat tidak terdeteksi akibat orientasi cacat searah dengan
garis-garis gaya medan magnet.
D. Ultrasonic Test
Metode pengujian ini memanfaatkan getaran dengan frekuensi yang sangat
tinggi (ultrasonic), disalurkan ke benda uji, di dalam benda uji getaran ini dipantulkan
dan dibiaskan baik oleh dinding benda uji maupun oleh diskontinuiti. Selanjutnya
getaran ini akan ditangkap kembali dan dianalisa. Sehingga dapat disimpulkan ada
atau tidaknya cacat.
Faktor-faktor yang mempengaruhi pemeriksaan ultrasonic, adalah:
1)
Frekuensi
Frekuensi mempengaruhi kepekaan dan penetrasi. Kepekaan yang dimaksud
adalah kemampuan untuk mendeteksi diskontinuiti mikro. Sedangkan penetrasi
merupakan besarnya jangkauan pemeriksaan yang masih dapat terdeteksi indikasi
diskontinuitinya. Frekuensi tinggi dan penetrasi tinggi menyebabkan kepekaan
terhadap cacat serta jangkauan pemeriksaan tinggi. Begitu pula sebaliknya.
Berkurangnya intensitas getaran ultrasonic selama perambatannya dalam suatu
benda. Hal ini dapat disebabkan adanya afek impedansi akustik dsb.
3)
Type gelombang
Jenis gelombang dibedakan menjadi dua berdasarkan arah perambatannya, yaitu
gelombang transversal dan longitudinal. Gelombang transversal merupakan
gelombang yang arah perambatannya tegak lurus terhadap arah geraknya.
Sedangkan
gelombang
longitudinal
merupakan
gelombang
yang
arah
perambatannya searah dengan arah geraknya.
4)
Dead Zone
Di layer CRT pada daerah di dekat pulsa awal biasanya terdapat banyak gelombang
yang dipengaruhi adanya getaran yang ikut masuk ke dalam benda kerja, sehingga
diskontinuiti tidak terdeteksi oleh probe. Daerah ini disebut dead zone.
5)
Couplant
Getaran pada probe harus disalurkan ke benda uji. Karena benda uji merupakan
benda padat, sementara terdapat udara antara probe dengan benda uji dengan
perbedaan kerapatan yang sangat besar, maka diperlukan zat perantara atau
couplant. Couplant ini dapat berupa: minyak, vaseline,grease, dan berbagai macam
bentuk pasta.
Prosedur pemeriksaan adalah sebagai berikut:
1)
Kalibrasi
2)
Pemberian couplant pada probe maupun benda kerja
3)
Penentuan dimensi benda kerja
4)
Pemeriksaan
5)
Analisa
Kelebihan metode pemeriksaan ini adalah:
Jangkauan pemeriksaan yang sangat besar, dapat mendeteksi diskontinuiti
pada kedalaman sampai 600 cm.
Kepekaan tinggi, dapat mendeteksi diskontinuiti yang sangat kecil
Cukup teliti dan akurat
Hanya diperlukan satu permukaan untuk dapat mendeteksi ke seluruh bagian
benda uji.
Indikasi dapat langsung diamati
Tidak berbahaya bagi orang sekitar tempat pemeriksaan
Portable, dapat dioperasikan di manapun
Kekurangan dari metode pemeriksaan ini adalah:
Harus dilaksanakan dengan hati-hati dan penuh konsentrasi
Benda dengan permukaan yang kasar, bentuk yang tidak beraturan,
sangatkecil/tipis, tidak homogen, sangat sulit untuk diuji.
Diskontinuiti yang sangat dekat dengan permukaan sulit untuk dideteksi.
E.Radiographic Test
Merupakan metode pengujian tak merusak dengan menggunakan sinar radiasi,
berdasarkan adanya perbedaan absorpsi sinar radiasi yang menembus benda uji,
antara diskontinuiti dengan bahan di sekitarnya.
Pada pemeriksaaan radiografi harus terdapat sumber sinar radiasi dan media
perekam bayangan sinar radiasi (biasanya film)
Sumber sinar radiasi yang digunakan adalah sinar γ (sinar gamma) yang berasal
dari suatu bahan isotop radioaktif, dan sinar X (X-ray).
Pendeteksian adanya diskontinuiti dilakukan dengan mengamati bentuk
bayangan. Dalam menganalisa bayangan, beberapa hal yang perlu diperhatikan
adalah: bentuk/ukuran sumber radiasi, bentuk/ukuran diskontinuiti dan posisi
diskontinuiti terhadap sumber radiasi dan film yang menangkap bayangan tersebut.
Keuntungan dari metode radiographic adalah:
Faktor ketebalan benda uji tidak mempengaruhi. Hal ini mengingat daya tembus
sinar γ sangat besar.
Mampu menggambarkan bentuk cacat dengan baik
Kekurangan dari metoda pengujian ini adalah:
Memerlukan operator yang benar-benar berpengalaman
Efek radiasi sinar γ berbahaya bagi manusia dan lingkungan.
2.
Pengolahan data praktikum
Dari hasil paraktikum NDT akan didapatkan dimensi benda uji dan dimensi
cacat/diskontinuiti yang terdeteksi, kemudian dilakukan pembahasan mengenai:
a.
Proses praktikum
b.
Proses inspeksi adanya cacat pada benda uji, termasuk bentuk
cacat dan dimensi cacat.
c.
Metode pengujian yang lain
Melalui pambahasan ketiga hal tersebut didapatkan kesimpulan dari hasil
praktikum.
PENGUJIAN LOGAM LASAN DENGAN TES NDT (NON DESTRACTIVE TEST )
Uji tanpa merusak atau lazim disebut NON DESTRACTIVE TEST ( N.D.T) , adalah sarana penunjang yang sangat diandalkan oleh kegiatan pengendalian dam pemastian mutu ( quality control and quality assurance ) , sebagai sarana untuk mendapatkan data dari ukuran / dimensi objek inspeksi maupun jenis , bentuk , dan lokasi non konformasi yang terdapat pada objek inspeksi tersebut .
Karena yang berseragam dan tingkat kesulitan interprestasinya yang tinggi , diperlukan seseorang yang sangat ahli dalam pelaksanaan NDT ini ( NDT Inspector ) , yang untuk itu diperlukan kualifikasi
kompetensi yang berjenjang mulai dari level 1 , level 2 , dan level 3 .
Denagn berkembangnya penguasaan teknologi manusia , berkembang pula jenis tapn merusak dan cakupan penggunaan serta tingkat kemampuan dan keakuratan pendeteksian
Adapun jenis – jenisnya antara lain :
INSPEKSI CAIRAN PERESAP ( LIQUIT PENETRANT INSPECTION )
Cacat yang mampu dideteksi dengan uji ini adalah keretakan yang bersifat mikro. Yaitu keretakan yang tidak dapat diamati dengan mata telanjang. Deteksi keretakan dengan cara ini tidak tergantung pada ukuran, bentuk, arah keretakan, struktur bahan maupun komposisinya. Liquid penetrant dapat meresap ke dalam celah retakan yang sangat kecil bahkan ke dalam keretakan yang hanya sedalam 4 mikron (4×10-6 m). Penyerapan liquid penetrant ke dalam celah retakan terjadi karena daya kapiler. Proses ini banyak digunakan untuk menyelidiki keretakan permukaan (surface cracks), kekeroposan (porosity), lapisan-lapisan bahan, dll. Sedangkan seberapa dalam keretakan tersebut tidak mampu dideteksi dengan uji ini. Penggunaan uji liquid penetrant tidak terbatas pada logam ferrous dan non ferrous saja, tetapi juga pada ceramics, plasik, gelas, dan benda-benda hasil powder metallurgi.
F Lingkup pemakaian uji liquid penetrant
Penggunaan uji liquid penetrant ini sangat terbatas yakni :
a. Keretakan atau kekeroposan yang diselidiki dapat dideteksi apabila keretakan tersebut terjadi sampai ke permukaan benda. Keretakan di bawah permukaan (subsurface cracks) tidak dapat dideteksi dengan cara ini.
b. Permukaan yang terlalu kasar atau berpori-pori juga dapat mengakibatkan indikasi yang palsu. c. Tidak dianjurkan menyelidiki benda-benda hasil powder metallurgi karena kurang padat (berpori-pori).
F Klasifikasi liquid penetrant sesuai cara pembersihannya
Ada tiga macam sistem liquid penetrant yang dapat digunakan ketiganya memiliki perbedaan yang mencolok.
Pemilihan salah satu sistem bergantung pada faktor-faktor : 1) Kondisi permukaan benda kerja yang diselidiki
2) Karakteristik umum keretakan logam 3) Waktu dan tempat penyelidikan 4) Ukuran benda kerja
Ketiga sistem liquid penetrant yang dapat digunakan adalah : The Water Washable Penetrant System
Direncanakan agar liquid penetrant dapat dibersihkan dari sistem serupa. Sistem ini dapat berupa flucreacont atau fisibledye. Prosesnya cepat dan efisien. Pembasuhan harus dilakukan secara hati-hati, karena liquid penetrant dapat terhapus habis dari permukaan yang retak. Derajat dan kecepatan pembasuh untuk proses ini tergantung pada karakteristik dari spray nozzle, tekanan, temperatur air selama pembasuhan, kondisi permukaan benda kerja, dan karakteristik liquid penetrant sendiri. The Post Emulsifisible System
Untuk menyelidiki keretakan yang sangat kecil, digunakan penetrant yang tidak dapat dibasuh dengan air (not water washable). Hal ini penting agar tidak ada kemungkinan penetrant terbasuh oleh air. Penetrant jenis ini dilarutkan dalam oli dan membutuhkan langkah tambahan pada saat penyelidikan yaitu pembubuhan emulsifier dibiarkan pada permukaan benda kerja, harus dibatasi waktunya agar penetrant yang berada di dalam keretakan tidak menjadi water washable agar tidak ikut terbasuh The Solvent Removeable System
Kadang-kadang dibutuhkan penyelidikan pada daerah yang sempit pada permukaan benda kerja yang penyelidikannya dilakukan di lapangan. Biasanya benda kerjanya besar atau ongkos pemindahan benda kerja ini dari lapangan ke tempat penyelidikan adalah relatif mahal. Untuk situasi seperti ini solvent
removable system digunakan pada saat pembersihan pendahuluan (pracianing) dan pembasuhan penetrant. Proses seperti ini sesuai dan sangat luas digunakan untuk inspeksi lapangan. Penetrant jenis ini larut dalam oli. Pembersihan pelarut secara optimum dapat dicapai dengan cara mengelap
permukaan benda kerja dari penetrant dengan lap yang dibasuhi solvent. Tahap akhir dari pengelapan dilakukan dengan kain kering. Penetrant dapat pula dibasuh dengan cara membanjiri permukaan benda kerja dengan solvent. Cara ini diterapkan pada benda kerja yang besar. Tetapi pelaksanaannya harus berada dalam keretakan tidak ikut tebasuh. Proses seperti ini biasanya dilakukan untuk aplikasi yang khusus, karena prosesnya memakan tenaga yang relatif banyak dan tidak praktis untuk diterapkan sebagai inspeksi pada hasil produksi. Proses ini merupakan proses liquid penetrant inspection yang paling sensitive bila dilakukan dengan cara yang baik.
F Kalsifikasi liquid penetrant berdasarkan pengamatannya Berdasarkan pengamatannya ada tiga jenis liquid penetrant, yaitu : 1) Visible Penetrant
Pada umumnya visible penetrant berwarna merah. Hal ini ditunjukkan pada penampilannya yang kontras terhadap latar belakang warna developernya. Proses ini tidak membutuhkan cahaya ultraviolet, tetapi membutuhkan cahaya putih yang cukup untuk pengamatan. Walaupun sensitivitas penetrant jenis ini tidak setinggi jenis fluorecent, tetapi cukup memadai untuk berbagai kegunaan.
2) Fluorecent Penetrant
Liquid penetrant jenis ini adalah liquid penetrant yang dapat berkilau bila disensitivitas. Fluorecent penetrant bergantung pada kemampuannya untuk menampilkan diri terhadap cahaya ultraviolet yang lemah pada ruangan gelap. Ada tiga tingkatan sensitivitas, yaitu :
a. Sensitivtas normal (cahaya normal) b. Sensitivitas tinggi (cahaya gelap) c. Sensitivitas ultra tinggi (infra merah)
Pemilihan penggunaan sensitivitas penetrant bergantung pada kekritisan inspeksi, kondisi permukaan yang diselidiki, jenis proses (system), dan tingkat sensitivitas yang diinginkan.
3) Dual Sensitivity Penetrant
Ini adalah gabungan dari visible penetrant dan fluorecent penetrant, maksudnya adalah benda kerja mengalami dua kali pengujian yaitu : visible penetrnat dan fluorecent penetrant, sehingga dengan duel sensitivity dapat diperoleh hasil yang lebih teliti dan akurat.
TAHAP-TAHAP PELAKSANAAN
Uji cairan penetran dilaksanakan denga tahapan sebagai berikut:
1. Permukaan yang diperiksa dibersihkan dari kotoran yang mungkin menyumbat/menutupi celah 2. Permukaan yang bersih dilapisi oleh cairan penetran dalam waktu tertentu agar cairan penetran dapat masuk kedalam celah. Pelapisan dapat dilakukan melalui penyemprotan pengolesan atau pencelupan.
3. Sisa cairan penetran di permukaan yang tidak masuk kedalam celah dibersihkan
4. Permukaan dilapisi developer untuk menyedot ke luar cairan penetran yang berada dalam celah, agar menghasilkan indikasi
5. Permukaan diinspeksi secara visual untuk dideteksi adanya indikasi 6. Benda uji dicuci/dibersihkan, bila perlu diberi perlakuan anti kar INSPEKSI ARUS EDDY ( EDDY CURRENT )
Inspeksi arus eddy current juga disebut inspeksi induksi elektromagnetik , adalah teknik isnpeksi untuk mengidentifikasi atau membedakan antara kondisi fisik , struktural , dan metalurgi bahan ferromagnetic atau non ferromagnetic
Inspeksi arus eddy digunakan untuk :
1. mengukur atau mengidentifikasi kondisi dan sifat konduktifitas listrik , permabilitas magnetic , ukuran kristal ( grain size ) , kondisi perlakuan panas ( heat treatment ) , kekerasan ( hardness ) , dan kondisi fisik
2. mendeteksi cacat seperti seam , retak , voids , dan inklusi
3. untuk memilah metal berbeda ( dissimilar dan mendeteksi beda komposisi , struktur mikro , dan sifat lainnya
4. untuk mengukur lapisan non kondoktif pada material yang konduktif , atau lapisan non konduktif pada metal yang magnetic .
kepekaan metode ini terhadap sifat dan karacteristic material , dapat memusingkan karena seringkali hal – hal yang tidak berarti dari aspek material atau daya guan bagian yang seringkali diinspeksi , memberikan sinyal yangm justru mengaburkan variable yang penting , sehingga dapat mengakibatkan interprestasi yang salah .
Metode Inspeksi Arus Eddy
Di dallam IAE, arus eddy menghasilkan medan elektomagnet yang dapat dideteksi melalui pengaruh medan elektromagnet pada koil penggerak utama (primary exiting coil) atau melalui sensor tersendiri. Pada bahan elektromagnetik, medan elektromagnetik secondary dihasilkan semata-mata dari arus eddy. Namun sebaliknya dalam hal bahan feromagnetik, biasanya pengaruh magnetik tambahan cukup kuat untuk mengalingi (overshadow) medan arus eddy yang sebenarnya.
Pengaruh medan magnet yang berasal dari permebilitas benda uji dapat dihapus dengan magnetisasi bahan tersebut sehingga kenyang. Jika pengaruh permeabilitas tidak dihapus metode inspeksi lebih dikategorikan sebagai inspeksi elektromagnetik atau induksi magnetik (magnetoinductive).
Indikasi Arus Eddy bervariasi dalam kesulitannyatergantung dari persyaratan inspekasi yang ditentukan. Pada umumnya IAE diharuskan memenuhi persyaratan sebagai berikut:
1) Penggiatan (excitation) koil inspeksi.
2) Modilasi (penyetelan) sinyal keluaran koil inspeksi oleh benda uji. 3) Sinyal keluaran koil inspeksi diproses sebelum diperkuat (amplifikasi). 4) Amplifikasi sinyal koil.
5) Pendektesian atau demodulasi sinyal koil biasanya disertai dengan analisis atau pembedaan (diskriminasi) sinyal.
6) Penyajian (display) sinyal pada meter, osilograf, osiloskop, atau recorder. 7) Perlajuan pada benda uji.
8) Dudukan pada rakitan koil inspeksi.
INSPEKSI BUTIR MAGNETIC ( MAGNETIC PARTICLE TEST )
Inspeksi butir magnetik digunakan untuk mengungkap cacat atau nonkonformasi dipermukaan dan dibawah permukaan (subsurface) dengan memanfaatkan kebocoran garis-garis gaya magnetik (flux) pada permukaan beda uji, sehingga dengan menyemprotkan butir ferromagnetik akan berkumpulah serbuk magnetik tersebut pada bocoran flux tadi sehingga karenanya terungkaplah jenis dan dimensi cacat permukaan dan bawah permukaan.
Keuntungan dan Kerugiannya
Inspeksi butiran magnetik juga memerlukan sumber tenaga listrik untuk menghaslkan gaya
elektromagnetik. Selanjutnya walaupun terdapat sumber tenaga listrik, inspeksi ini masih memerlukan piranti khusus untuk peleksanaannya seperti yoke, horseshoe, kabel-kabel khusus dll.
Keuntungan penggunaan butir magnetik adalah sebagai berikut: indikasi cacat langsung tampak dilokasi keberadaannya.
Tidak memerlukan kalibrasi peralatan.
Tidak memerlukan pembersihan awal pada permukaan uji. Tidak ada batasan terhadap luas permukaan uji.
Magnetisasi
Magnetisasi didapatkan dari arus listrik searah yang dihasilkan dari rectifier atau dari generator arus searah.
Untuk maksud mengungkap berbagai jenis defect yang bergerak pada permukaan uji dengan segala dimensi dan arah, maka didisain beberapa konfigurasi elektroda dan kabel untuk menghasilkan berbagai arah garis-garis magnet atau flux, misalnya longitudinal, melingkar, dan sirkular pada permukaan datar.
Flux longitudinal akan mengungkap jenis defect yang melintang flux, yakni jenis defect yang transversal. Flux yang melingkar panjang benda uji yang panjang akan mengungkap seluruh jaenis defect yang longitudinal.
Flux yang melingkar pada permukaan uji akan mengngkap jenis-jenis defect diantara dua elektroda. Kelebihan dan kekurangan penggunaan magnet permanen sebagai sumber tenaga untuk membentuk ladang magnet adalah sbb:
Keuntungannya tidak memerlukan unit pembangkit tenaga atau sumber arus listrik , sehingga dapat digunakan dilokasi yang tidak memiliki sumber arus listrik.
Kekurangannya adalah bahwa magnet permanen tidak dapat memberikan magnetisasi pada permukaan yang luas, jika kekuatan magnet pemanennya besar, sulit untuk menggerakannya, dan serbuk
ferromagnetik lebih tertarik pada sumber magnet daripada berkumpul pada bocoran flux dipermukaan uji untuk mengungkap defect disubsurface
Yoke adalah piranti untuk menggerak-gerakan dua kutub magnet sekaligus diatas permukaan uji guna membuat ladang magnet yang dapat mengungkap keberadaa defect atau cacat subsurface dalam benda uji.
