91919570 metoda ultrasonik

61
METODA UJI TANPA RUSAK ( UTR ) UMUM : Uji tanpa Rusak UTR UTR : Metoda fisis untuk menentukan kondisibahan tanpa merusak bahan. Pengujian karakteristik bahan dilakukan secara tidak langsung, tetapi melalui karakteristik yang dapat dihubungkan dengan kondisi yang sebenarnya. KEUNTUNGAN UTR : Tidak merusak bahan Dilakukan dilapangan (dilokasi alat / bahan) Dapat dilakukan pada bahan sebanyak yang diinginkan, disesuaikan dengan kondisi dengan bahan yang akan diuji. BEBERAPA UJI TIDAK MERUSAK Uji Visual (VT) Uji Liquid Penetrant (PT) Uji Magnetik Partikel (MT) Uji Ultrasonik ( UT ) Uji Radiography ( RT ) Uji Edy Current (ET) Uji Acustic Emision (AE) Uji Leak ( Kebocoran ) Uji Analisa Komposisi kimia Uji Kekerasan Uj Ketebalan bahan. Dll METODA : UJI ULTRASONIK METODA ULTRASONIK 1

Upload: srywan

Post on 06-Aug-2015

97 views

Category:

Documents


6 download

TRANSCRIPT

Page 1: 91919570 Metoda Ultrasonik

METODA UJI TANPA RUSAK ( UTR )

UMUM :

Uji tanpa Rusak UTR

UTR : Metoda fisis untuk menentukan kondisibahan tanpa merusak bahan.

Pengujian karakteristik bahan dilakukan secara tidak langsung, tetapi melalui

karakteristik yang dapat dihubungkan dengan kondisi yang sebenarnya.

KEUNTUNGAN UTR :

• Tidak merusak bahan

• Dilakukan dilapangan (dilokasi alat / bahan)

• Dapat dilakukan pada bahan sebanyak yang diinginkan, disesuaikan dengan

kondisi dengan bahan yang akan diuji.

BEBERAPA UJI TIDAK MERUSAK

• Uji Visual (VT)

• Uji Liquid Penetrant (PT)

• Uji Magnetik Partikel (MT)

• Uji Ultrasonik ( UT )

• Uji Radiography ( RT )

• Uji Edy Current (ET)

• Uji Acustic Emision (AE)

• Uji Leak ( Kebocoran )

• Uji Analisa Komposisi kimia

• Uji Kekerasan

• Uj Ketebalan bahan. Dll

METODA : UJI ULTRASONIK

METODA ULTRASONIK 1

Page 2: 91919570 Metoda Ultrasonik

Gelombang Ultrasonik berfrekuensi tinggi (1 MHz s/d 10 MHz)

ditembuskan kedalam bahan. Dalam penjalarannya didalam bahan, gelombang

ultrasonik akan memantul setiap kali menjumpai bidang pantul (termasuk cacat),

gelombang pantul dapat diterima oleh probe, maka indikasinya dapat diamati

melalui layar CRT (Cathode Ray Tube). Melalui indikasi yang muncul pada CRT

lalu dianalisa untuk mengetahui cacat bahan, untuk mendapatkan cacat seakurat

mungkin, dalam scaning disediakan probe dengan berbagai jenis probe ( dimensi,

frequency dan berbagai sudut probe ).

DASAR-DASAR ULTRASONIK

Gelombang Ultrasonik adalah gelombang mekanik seperti gelombang suara

yang frekuensinya > 20 KHz. Gelombang ini dapat dihasilkan oleh probe yang

bekerja berdasarkan perubahan energi listrik menjadi energi mekanik dan

sebaliknya, selama perambatanya didalam material dipengaruhi oleh sifat-sifat

bahan, misalnya: Massa jenis, homoginitas, besar butir kekerasan dan lain-lain.

Gelombang ultrasonic ini dapat dipakai untuk mengetahui tebal bahan, dan ada

tidaknya cacat didalam bahan.

Gelombang ultrasonic dapat dipantulkan dan dibiaskan oleh permukaan

batas antara dua bahan yang berbeda, dari sifat pantulan pantulan tersebut dapat

ditentukan: tebal bahan, lokasi cacat & ukuran cacat, yang tegak lurus terhadap

arah rambatan gelombang. Dengan menggunakan teknik gema, cacat yang

letaknya agak jauh dari permukaan akan lebih mudah dideteksi, sedangkan yang

sangat dekat dengan permukaan lebih sukar diperiksa. Untuk mendeteksi cacat

lebih akurat dibuatkan probe sudut yang arah rambatannya membuat sudut tertentu.

Dalam penggunaannya probe dikontakan langsung pada benda uji melalui

kuplan yang sangat tipis disebut teknik kontak lansung, dapat pula dilakukan

teknik rendam (Immersion).

METODA ULTRASONIK 2

Page 3: 91919570 Metoda Ultrasonik

Ukuran cacat tidak dapat ditentukan dengan tepat karena hanya permukaan

yang tegak lurus terhadap arah rambatan saja yang dapat terdeteksi, penentuan

ukuran cacat dapat dilakukan dengan cara membandingkan amplitudo gelombang

pantul dari cacat tersebut terhadap cacat refrensi. Misal: Cacat refrensi berbentuk

silinder atau berbentuk lingkaran datar yang bidangnya tegak lurus terhadap arah

rambatan gelombang.

PRINSIP DASAR UJI ULTRASONIK.

Untuk memeriksa tebal bahan atau cacat didalam suatu bahan dapat

dilakukan dengan tiga cara yaitu:

Teknik Resonasi

Tekni Transmisi

Teknik Gema

Teknik gema dengan kontak langsung paling banyak digunakan baik pengujian di

laboratorium ataupun di lapangan.

TEKNIK RESONA NSI.

Tebal bahan dapat di ukur dengan cara mengukur frekuensi / panjang

gelombang ultrasonic yang dapat menimbulkan Resonansi Maximum pada bahan

tersebut. Adanya cacat dapat dideteksi dengan terjadinya perubahan resonansi,

karena jarak bahan yang beresonansi berubah.

METODA ULTRASONIK 3

SIGNALAMPLIFIER

HIGH FREKUENSIGENERATOR

WITH VARIABLE FCRT

SWEEP VOLTAGEGENERATOR

BENDA UJI

Probe

Page 4: 91919570 Metoda Ultrasonik

TEKNIK TRA NSMISI.

Adanya cacat didalam bahan dapat diketahui dari adanya penurunan

intensitas gelombang ultrasonic yang diterima oleh probe penerima, sedangkan

tebal bahan tidak digunakan untuk pengujian dengan teknik ini.

TEKNIK GEMA

Tebal bahan, lokasi dan besarnya cacat dapat diketahui dari waktu rambat

dan amplitudo gelombang yang diterima oleh probe.

METODA ULTRASONIK 4

100

100

100 4.55

High FrekuensiGenerator

AMPLIFIER

TRANSMITING PROBE RECEIVING

PROBE

Standar uji

40 % Intensity

0 100

50

100 % Intensity

0100

50

AMPLIFIER

Benda Uji

CACAt

Page 5: 91919570 Metoda Ultrasonik

GELOMBANG ULTRASONIK.

Di alam ini dikenal bermacam-macam gelombang, misal :

• Gelombang Elektromagnetik (gel radio, cahaya, sinar x, γ dsb)

• Gelombang listrik (arus listrik).

• Gelombang Mekanik (suara, musik)

Gelombang UT adalah gelombang Mekanik seperti suara yang frekuensinya

> 20k.Hz, gelombang ini mempunyai besaran- besaran fisis seperti :

Panjang gelombang (λ), Kecepatan rambat (V), waktu gatar (T), Amplitudo (A).

Frekuensi (F), Soun Path = (S), Koefisien Refleksi material = ( r ), Intensitas

gelombang = ( I ), Factor atenuasi material = (μ) dsb.

Formula yang berlaku bagi gelombang suara berlaku pula bagi gelombang UT,

missal:

λ = F

V S = v . t

Sin α / Sin β = V1 / V2 ......... (Sinellius)

I1 / I2 = r22 / r1

2 ………. ….. (Last sguer law)

It = I0 . e-μ.t ……………… .(Attenuation)

Hukum seperti :

Hamburan, Difraksi, Dispersi dan hukum gelombang lainnya berlaku pula

bagi gelombang ultrasonik. Untuk bahasan selanjutnya diutamakan perhitungan

jarak. Panjang gelombang, pantulan dan Pembiasan.

METODA ULTRASONIK 5

Page 6: 91919570 Metoda Ultrasonik

Dalam perambatan pada bahan yang sama V dan F dianggap tetap (konstan).

Dalam berbagai bahan F selalu dianggap tetap, kecepatan rambat bahan (V)

merambat tergantung pada jenis bahan dan mode gelombang. Frekuensi yang

sering digunakan untuk Uji Tanpa Rusak umumnya antara 250 KHZ →15MHZ,

untuk pemeriksaan las digunakan F 2 MHZ → 4 MHZ.

CARA PERAMBATAN GELOMBANG.

Untuk menggambarkan cara merambatnya gelombang Ultrasonik pada

bahan, digambarkan sebagai atom yang saling terikat melalui pegas.

METODA ULTRASONIK 6

atom

pegas

ForceDIRECTION OF PROPAGATION DIRECTION OF PROPAGATION

Page 7: 91919570 Metoda Ultrasonik

MODE / GELOMBANG

Dari cara bergetar dan perambatanya, gelombang Ultrasonik dapat menjalar

didalam bahan dengan berbagai mode.

MODE LONGITUDINAL :

Mode longitudinal terjadi bila gelombang Ultrasonik merambat pada suatu

arah sejajar gerakan atom yang digetarkan. Gelombang long (longitudinal /

pressure wave), dapat merambat pada semua bahan (gas, cair, padat)

MODE TRANSVERSAL .

Mode transversal terjadi bila gelombang UT merambat pada arah tegak lurus

pada arah gerakan atom yang digetarkan.

Gelombang transversal / Shear wave hanya dapat merambat pada benda padat.

METODA ULTRASONIK 7

V

λ

F

λ V

FV

T

F

λ

F

VλDIRECTION OF PROPAGATION DIRECTION OF PROPAGATION

Page 8: 91919570 Metoda Ultrasonik

MODE PERMUKAAN.

Mode permukaan terjadi bila gel UT transversal merambat pada permukaan,

gerakan atom berbentuk ELLIPS (Surface Releigh wave).

Hanya merambat pada permukaan bahan benda padat pada kedalaman max 1 λ.

MODE PELAT .

Mode pelat terjadi bila gel Longitudinal merambat pada bahan plat tipis

yang tebalnya kurang dari ½ λ. gerakan atom yang bergetar berbentuk ELLIPS.

Gel plat / lamb wave merambat pada seluruh benda uji plat tipis, berbentuk

simetris atau asimetris.

SYMETRICAL ASYMETRICAL

PLATE WAVES

METODA ULTRASONIK 8

2 W2 – W1 W1 + W2

Tranducer

Test specimen

Discontinuity (Crack)

Particle motion

Direction of propagation

particleMedium Surface

THIN SHEET (PLATE)

DIRECTION OF PROPAGATION DIRECTION OF PROPAGATION

Page 9: 91919570 Metoda Ultrasonik

PERUBAHAN MODE.

Gelombang UT yang merambat dalam suatu bahan, dapat berubah mode,

dari satu mode ke mode lain. perubahan ini terjadi misalnya karena : PANTULAN

atau PEMBIASAN. Mode berubah kecepatan rambat berubah, sedangkan F tetap

akibatnya λ berubah.

KEMAMPUAN DETEKSI.

Cacat terkecil yang dapat dideteksi oleh gelombang ultrasonik adalah :

KECEPATAN RAMBAT DAN PANJANG GELOMBANG.

Kecepatan rambat (v) gelombang Ultrasonik dalam suatu bahan tergantung

pada jenis bahan yang dilalui oleh mode gelombang tersebut.

Gelombang Longitudinal (VL) :

VL =

Gelombang Transversal. (VT).

VT =

Dimana : E = Modulus elastisitas

ρ = Massa Jenis

τ = Rasio Posion

VL dan VT, sudah dihitung / tersedia pada tabel untuk berbagai jenis material.

METODA ULTRASONIK 9

2 W2 – W1 W1 + W2

Ǿ min = 1/2 λ

E 1 - τ ρ (1+ τ) (1-2τ)

E 1

ρ 2 (1+ τ)

=

Page 10: 91919570 Metoda Ultrasonik

Untuk mode pelat kecepatan rambat tidak hanya tergantung pada jenis bahan.

Tetapi tergantung pula pada tebal bahan & frekuensinya → untuk itu sulit

dirumuskan.

Missal bila F diketahui maka λ dapat dihitung.

TRANSMISI & PANTULAN PADA PERMUKAAN YANG TEGAK LURUS

PADA ARAH RAMBATAN.

Bila gelombang ultrasonik menjalar dari bahan I ke bahan II tegak lurus pada

permukaan batas ke II bahan tersebut, maka sebagian gelombang akan diteruskan

sedangkan sebagian lagi dipantulkan.

Intensitas yang diteruskan / dipantulkan tergantung pada koefisien transmisi /

refleksinya.

W1 = ρ 1 . V1

W2 = ρ 2 . V2

Dimana : R = Koefisien Refleksi

D = Koefisien Transmisi

W = Impendansi Akustik

ρ = Massa Jenis

V = Kecepatan Rambat

Besarnya impendansi akustik dan kecepatan rambat tidak usah dihitung tinggal

lihat ditabel.

METODA ULTRASONIK 10

D = I – R .2 W2 – W1 W1 + W2

R =

=

Page 11: 91919570 Metoda Ultrasonik

R =

2 2 46,5 – 1,5 45 46,5 + 1,5 48

Misal : Bahan 1 Oli → W = 1,5 . 10 kg / m2s

Bahan 2 Baja → W = 46,5 . 10 kg / m2s

D = 1 – 0,88 = 0,12 atau 12%

Ini berarti bahwa 88% dari gelombang yang datang dari oli akan dipantulkan

kembali oleh permukaan baja, dan hanya 12% yang diteruskan kedalam baja,

sebaliknya bila gelombang datang dari baja, maka 88% akan dipantulkan kembali

oleh permukaan baja dan hanya 12% saja yang diteruskan ke dalam oli.

ATENUANSI.

Dalam perambatannya gelombang ultrasonik juga mengalami pengurangan

intensitas, baik karena PENYEBARAN, ABSORSI, maupun HAMBURAN oleh

butiran, juga dipengaruhi oleh frequensi yang melalui bahan tersebut.

Rumus atenuasi :

Dimana : Io = Intensitas mula-mula

It = Intensitas setelah melalui tebal t

γ = Koefisien atenuasi

METODA ULTRASONIK 11

It = I0 . e – γ t

R = =

= 0, 88 atau 88%

2

I0 It

t

Page 12: 91919570 Metoda Ultrasonik

Pengurangan amplitudo sebagai akibat atenuasi untuk berbagai harga γ dapat

ditunjukan dalam tabel. Harga γ untuk baja dan Al bila frekuensi gelombang 2

MHz adalah 10 x 10-3 dB/mm sedangkan untuk besi 100 x 10-3 dB/mm.

dB (decibel) adalah satuan tingkat kekuatan gelombang dan didefinisikan sbb :

Oleh karena itu besi tuang lebih banyak mengatenuasi gel ultrasonic dibanding

dengan baja ( Al ), terutama bila digunakan F yang lebih tinggi. Karena ukuran

butiranya lebih besar, ukuran butir yang lebih besar akan banyak menghamburkan

gelombang kearah lain.

PANTULAN DAN PEMBIASAN.

Gelombang ultrasonik yang datang pada permukaan batas akan dipantulkan &

dibiaskan mengikuti hukum snellius.

METODA ULTRASONIK 12

dB = -20 log

αT

αL

βL

βT

LT

L

L

T

V1V2Material 1 = Material 2 =

=Material 1 = V1

α

β T

T

L T

Page 13: 91919570 Metoda Ultrasonik

Misal : Gelombang datang dari perspeks dengan sudut datang 100, masuk kedalam

baja.

Perspeks = V1 L = 2,73 x 103 m/s, V1 T = 1,43 x 103 m/s

Baja = V2 L = 5,9 x 103 m/s, V2 T = 3,23 x 103 m/s

Analisa Bidang Pantul :

Gel Long → = = 1 → αL = α = 100

Gel Transv→ = → Sin αT = . Sin 100

= . 0,174 = 0,0909

αT = 5,220

Analisa Bidang Bias :

Gel Long → = → L = = 0

= . 0,174 = 0,376 βL = 22, 090

Gel Transv→ = → Sin βT = . Sin 100

= . 0,174 = 0,20 βT = 11,880 = 120

Bila sudut datang diperbesar maka pada suatu posisi α tertentu akan menyebabkan

βL = membentuk sudut 900

Artinya gelombang longitudinal yang dibiaskan merambat pada permukaan batas

(α k1) disebut sudut kritis I contoh diatas.

METODA ULTRASONIK 13

0

-10

-20

310

15

β T

T

L T

Signal Am

plitude

Page 14: 91919570 Metoda Ultrasonik

Sin α k1 / Sin βL = V1 L / V2 L → Sin α k1 = (2,73 / 5,9) x Sin 900

Sin α k1 = 0,463 → α k1 27,560 = 280

Bila sudut datang lebih besar dari 280 maka seluruh gelombang longitudinal akan

dipantulkan kembali ke perspek & didalam baja hanya merambat gelombang

transversal saja.

Bila sudut datang terus diperbesar maka pada suatu posisi tertentu βT = 900 →

artinya gelombang transversal merambat pada permukaan batas, kondisi ini disebut

sudut kritis ke II. (α k2), kondisi ini menghasilkan gelombang permukaan.

Sin α k2 / Sin βT = V1 L / V2 T → Sin α k2 = (2,73 / 3,23) x Sin 900

Sin α k2 = 0,845 → α k2 = 57,690 = 580

Sudut kritis I. Sudut kritis II.

Bila sudut datang diperbesar terus, gelombang transversal & longitudinal

dipantulkan seluruhnya dan pada sudut datang 65 0 terjadi gelombang permukaan

murni.

PENGARUH KUPLAN.

Fungsi Kuplan yaitu untuk memudahkan merambatnya gelombang dari

probe kedalam benda uji, karena apabila antara probe dan benda uji terdapat udara

METODA ULTRASONIK 14

0

-10

-20

∆ H

310

15

β

V1

V2

T

βL

T

Lα k1 α k

2

T

LV1

V2 βT

Signal Am

plitude

Page 15: 91919570 Metoda Ultrasonik

maka hampir 100 % gelombang akan dipantulkan kembali kedalam probe. Pada

teknik kontak langsung, bila permukaan halus lapisan kuplan sangat tipis tidak

mempengaruhi arah rambatan tapi mempengaruhi amplitudo dari indikasi yang

timbul pada layar, maka dari itu untuk pengukuran besarnya cacat tekanan yang

diberikan ke dalam probe diusahakan konstan.

Oli adalah kuplan yang cukup baik, tetapi ada yang lebih baik daripada oli yaitu

Gliserin, selain itu juga ada yang dapat digunakan sebagai kuplan diantarnya :

elmulsi air, air, stempet, kanji dan lain sebagainya. Dalam aflikasinya kuplan

disesuaikan dengan benda uji.

Surface Roughness ( µm)

Surface Roughness, Type of Couplant

and Signal Amplitude

Beam Path distance (mm).

METODA ULTRASONIK 15

0

-10

-20

F = 5 M.H.Zsize 10 x10

Am

plit

udo

Tra

nsm

itte

d (d

b)

∆ H

310

15

Signal Am

plitude

0 50 100 150 200

Glycerine 100 %

glycerine 50% + water

glycerine 25% + water

water

Oil

Steel 30

Page 16: 91919570 Metoda Ultrasonik

B

Attenuation Beam Spread

Beam Path Distanc

ATTENNUATION DUE TO BEAM SPREAD & SCATTERING

ATTENUATION DURING TRANSMISION.

SUMBER DAN PENERIMA GELOMBANG

Suara dapat ditimbulkan melalui berbagai cara. Misalnya mekanik

(memukul, memetik) atau dengan cara elektronik melalui transduser (pengeras

METODA ULTRASONIK 16

Am

plit

udo

Tra

nsm

itte

d (d

b)

(A)

(B)

∆ H

HB1

HB2

0 T 2T

Scattering∆ HS

Beam Spread∆ HBS

Beam Spread

Scattering

EC

HO

SIG

NA

L H

EIG

HT

(D

B)

Attenuation by beam spread

Transfer Loss

Attenuation by Scattering

Reflection Loss

S

D

Page 17: 91919570 Metoda Ultrasonik

suara) dsb. Gelombang ultrasonik dapat ditimbulkan oleh perubahan energi listrik

ke energi mekanik dari transduser yang disebut PROBE, melalui efek

PIEZOELEKTRIC dan MAKNETROSTRIKTIF. Kedua efek ini reversible dapat

terjadi dari listrik ke mekanik dan sebaliknya, karena sifat reversible maka probe

dapat berfungsi sebagai sumber dan penerima gelombang ultrasonik.

EFEK PIEZOELEKTRIK.

Efek ini terjadi pada kristal bahan tertentu seperti barium titanat, kuarsa dsb.

Bila kristal menerima tegangan listrik, dimensi kristal akan berubah, dan apabila

aliran listrik dimatikan maka dimensi kristal akan kembali ke dimensi semula dan

terjadi getaran.

Bila kristal ditempatkan pada benda lain maka getaran akan diteruskan dan

merambat kedalam benda uji. makin tinggi tegangan yang diberikan pada kristal

amplitude getaran makin besar. Frekuensi getaran tergantung pada dimensi kristal

METODA ULTRASONIK 17

Am

plit

udo

Tra

nsm

itte

d (d

b)

+ m v.+

Page 18: 91919570 Metoda Ultrasonik

piezoelectric, makin tipis ( tebal kristal ) maka frekuensi yang timbul makin

BESAR. Sebagai contoh : tebal kristal 1mm untuk barium titanate dapat

menghasilkan gelombang ultrasonic 2,2 MHz. Kristal piezoelectric dengan kontak

listriknya diberi wadah keseluruhanya disebut probe.

PROBE : Kristal tunggal → Probe tunggal

Kristal ganda → Probe kembar / ganda

Bila bidang permukaan Kristal sejajar dengan bidang permukaa probe → disebut

probe NORMAL, gelombang yang keluar adalah gelombang LONGITUDINAL &

arah rambatannya tegak lurus terhadap permukaan probe.

Bila bidang permukaan tidak sejajar antara kristal dengan permukaan probe.

disebut probe SUDUT gelombang yang masuk kebenda uji adalah

gelombang TRANSVERSAL dan membentuk sudut tertentu misalnya sudut 450,

sudut 600, Sudut, 700.

jadi ada 4 macam probe :

• Probe Normal tunggal

• Probe Normal kembar (TR).

• Probe sudut tuggal

• Probe sudut kembar

Dan probe sudut UNIVERSAL.

METODA ULTRASONIK 18

kristal

couplant

Benda UjiBenda Uji

couplant

kristal

N

Page 19: 91919570 Metoda Ultrasonik

EPEK MAKNETOSTRIKTIF.

Beberapa macam bahan seperti : Baja, ferrit, nikel dan paduaanya dapat

berubah dimensainya bila berada dalam magnet yang kuat. Bahan ini mempunyai

sifat effek maknetostriktif, medan magnet yang timbul dari kumparan yang dilalui

arus listrik.

Bahan ini akan berubah dimensinya bila arus listrik dihentikan dan kembali

ke semula dan bergetar, menimbulkan getaran UT. Juga sebaliknya gel UT datang

pada bahan. Dalam bahan akan terjadi medan magnet, menginduksi kumparan

sehingga terjadi tegangan listrik.

Medan magnet ini menginduksi kumparan sehingga terjadi tegangan listrik

yang selanjutrnya diperkuat untuk penditeksian.

Untuk mengurangi panas sebagai akibat arus yang timbul pada bahan

maknetostriktif, bahan ini dibuat berlapis-lapis seperti inti transformator. Bahan

maknetostriktif juga mempunyai sipat reversible.

GEOMETRI GELOMBANG.

METODA ULTRASONIK 19

λ = Sin γ = 1,22 S

N

Page 20: 91919570 Metoda Ultrasonik

Seperti pada gelombang suara , gelombang UT yang keluar dari probe dan

merambat pada benda uji , membentuk pola penyebaran 3 dimensi ke semua arah.

Intensitas maximum terjadi pada arah sumbu kristal piezoeleotrik (central beam).

Meskipun menyebar ke semua arah, dalam akustik di tetapkan batas-batas

intensitas dimana gelombang masih dapat dimanfaatkan untuk pengukuran yaitu

10% (-20 dB), terhadap intensitas maximum (central beam) pada setiap penampang

lintang.

Didaerah medan dekat N gel merambat secara silindris (tidak menyebar), arah dan

intensitas gel tidak teratur, daerah ini pengukuran tidak teliti.

Didaerah medan jauh (F), gel menyebar secara konis, arah dan intensitas gel

teratur, pengukuran lebih teliti.

.

Formula lain

METODA ULTRASONIK 20

λ = Sin γ = 1,22 S

Sin γ = V / D.FN = D2 F / 4V

Sudut penyebaran (γ)Medan dekat (N)

Dead zone 10% ~ -20 dB

N

Central beam100% ~ 0 dB

10 % ~ -20 dB

F

γD

T

CRT

Page 21: 91919570 Metoda Ultrasonik

Dimana : N = Medan dekat

D = diameter off kristal

f = frekuensi

V = kecepatan rambat

λ = panjang gelombang

Jadi terlihat

N makin besar bila D dan f besar, dan sebaliknya

γ makin besar bila D dan f kecil, dan sebaliknya

Hal ini dapat dipakai sebagai bahan pertimbangan dalam melakukan pengukuran.

Pengukuran bahan tipis dapat dilakukan dengan probe yang diameternya kecil

sehingga N kecil atau dengan probe kembar / ganda.

Untuk benda tebal dapat dilakukan denganmenggunakan probe yang diameternya

besar, sehingga intensitasnya semakin kecentral beam, penetrasi gelombang

semakin baik walaupun, N semakin besar. Untuk itu dalam penggunaan probe,

factor diatas harus diperhatikan.

METODA ULTRASONIK 21

λ = Sin γ = 1,22 S Sin γ = 1,22 V / D.F

CRT

Page 22: 91919570 Metoda Ultrasonik

PESAWAT ULTRASONIK.

Prinsip pesawat UT tergantung pada tehnik yang digunakan. peralatan untuk tehnik

resonansi berbeda dengan. Peralatan untuk tehnik gema / transmisi.

Diagram dibawah ini rangkaian yang biasa digunakan untuk tehnik gema.

Pesawat ini pengukuran yang dilakukan berdasarkan pada pengukuran waktu dan

tegangan.

Pengukuran waktu yang dilakukan melalui skala horizontal diterjemahkan untuk

pengukuran jarak (s) sedangkan pengukuran tegangan untuk skala vertikal adalah

untuk mengetahui besarnya cacat skala horizontal dan vertical ini harus linier, agar

hasil pemeriksaan menjadi akurat / teliti.

METODA ULTRASONIK 22

Acceiver

Amplipier

Sweep

Timer

Transmitter

Test piece

S = V . tProbe

CRT

Page 23: 91919570 Metoda Ultrasonik

METODA ULTRASONIK 23

Page 24: 91919570 Metoda Ultrasonik

METODA ULTRASONIK 24

3

Page 25: 91919570 Metoda Ultrasonik

CARA BEKERJA PESAWAT :

METODA ULTRASONIK 25

3

0

Page 26: 91919570 Metoda Ultrasonik

Secara simgkat pesawat UT bekerja sebagai berikut :

Layar merupakan bagian depan dari suatu tabung hampa, bagian dalam layar

dilapisi zat fluresen yang dapat menyala terang bila tertembak electron, electron

berasal dari sumber yang terletak dibagian belakang tabung hampa.

Antara sumber electron dan layar terdapat lempeng vertikal dan horizontal dan

pengaturan focus. Lempeng mempengaruhi gerakan horizontal, juga lempeng

horizontal mempengaruhi gerakan vertical dari sinar electron dalam perjalanan

menuju layar.

Berkas electron yang terfocus mengenai layar menimbulkan bintik yang

menyala. Bila lempeng A,B,C,D tidak diberi tegangan maka sinar electron akan

jatuh ditengah layar bintik nyala.

Bila lempeng A lebih positip dari pada B, bintik nyala akan berpindah ke

titik 1, besarnya perpindahan tergantung besarnya beda tegangan antara lempeng A

& B dan apabila lempeng B lebih positip bintik nyala akan berpindah ke titik 2,

demikian pula dengan lempeng C dan D.

Bila lempeng C dan B diberi tegangan tertentu maka bintik nyala akan

berpindah ke skala 0, dalam keadaan ini bila lempeng D diberi tegangan secara

bertahap maka bintik nyala akan bergerak kearah skala 10 dan bila tegangan D

dihilangkan maka bintik nyala kembali ke O.

METODA ULTRASONIK 26

0 10Tabung hampa CRT

A

B

D

C

..

.. 3 4

2

1.

000

Jarak

Page 27: 91919570 Metoda Ultrasonik

Untuk pengaturan selanjutnya diatur dengan mengatur tombol-tombol

range / time base skala horizontal dan vertical.

Dengan mengatur tombol, kecepatan garakan bintik nyala dari skala O ke

10 dapat disesuaikan dengan kecepatan gerakan gelombang ultrasonik didalam

benda uji hal ini dilakukan pada waktu kaibrasi jarak.

Probe mempunyai hubungan langsung dengan pemancar juga melalui

lempeng A melalui penguat pada saat pemancar memberikan tegangan pada kristal.

Kristal mulai bergetar mengeluarkan gelombang ultrasonik, sehingga pada layar

akan terjadi penyimpangan bintik nyala kearah vertical dan menghasilkan pulsa

awal.

Bila gelombang ultrasonik dipantulkan kembali dan ditangkap oleh probe

maka pada saat penerimaan gelombang ini, bintik nyala ini juga akan menyimpang

vertikal menghasilkan indikasi.

METODA ULTRASONIK 27

0 t2 t1 2t2 3t2 2t1 t3tt

Jarak

Page 28: 91919570 Metoda Ultrasonik

Makin besar kekuatan gel pantulan, makin tinggi amplitudo yang terjadi pada

layar, dari lokasi indikasi yang terjadi, dapat diketahui lokasi dari permukaan

pemantul /cacat.

Pulsa awal merupakan petunjuk, bahwa gelombang mulai dipancarkan,

mempunyai lebar tertentu, dimana pada daerah selebar pulsa tersebut. Pengamatan

pantulan gel tidak dapat dilakukan daerah ini disebut Dead zone.

DISPLAY HASIL PENGUKURAN .

Salah satu jenis pesawat ultrasonik menggunakan layar sebagai display,

dimana indikasi yang timbul akibat pantulan gelombang dapat memberikan

informasi tentang jarak / lokasi permukaan pantulan (skala horizontal) dan

amplitudo (skala vertical), presentasi ini disebut SCAN –A.

Dari presentsi scan –A dapat digabungkan dengan system lain yang dapat

menggambarkan letak cacat pada suatu penampang lintang dari benda uji yang

diperiksa, presentasi ini disebut SCAN-B.

Bila scan –A digabungkan dengan posisi probe diseluruh permukaan benda uji

maka diperoleh lokasi cacat dilihat dari permukaan atas presentasi ini disebut

SCAN-C.

Display digital dilakukan dengan mengambil dasar seperti pada SCAN-A,

hanya jarak yang dapat Dipersentasikan misalnya Thicknees meter.

METODA ULTRASONIK 28

Scan -C

Scan - B

tc

tc

t

SCAN - A

0 5 1011

Jarak

Page 29: 91919570 Metoda Ultrasonik

FUNGSI TOMBOL.

Fungsi tombol pada umumnya sama meskipun berbeda pembuatnya.

METODA ULTRASONIK 29

Page 30: 91919570 Metoda Ultrasonik

Fungsi tombol yang penting adalah :

1. Tombol nyala / mati.

2. Tombol gain.

• Tombol gain kasar perubahan 20 dB.

• Tombol gain halus perubahan 2 dB (< 2 dB).

3. Tombol supresi untuk membatasi atau menghilangkan gangguan (noise).

4. Tombol fungsi untuk memilih jenis probe

5. Tombol range ( daerah ukur / time base ).

6. Tombol penggeser pulsa ( delay line ).

7. Tombol pulsa monitor untuk memunculkan atau menghilangkan pulsa

monitor pada layar / dari layar.

8. Tombol pengatur lebar atau lokasi pulsa monitor.

9. Tombol pengatur focus, untuk mempertajam garis / titik nyala.

10.Tombol pengatur batas daerah ukur yang diperiksa untuk analisa cacat.

11.Tombol pengatur suara apabila di stel kemungkinan terjadinya cacat /

pantulan yang terdeteksi.

12. Tombol pengatur lebar pulsa.

13. Tombol untuk charger

14.Tombol untuk dihubungkan dengan peralatan lain

METODA ULTRASONIK 30

Page 31: 91919570 Metoda Ultrasonik

KLIBRASI.

KALIBRASI JARAK PROBE NORMAL TUNGGAL

METODA ULTRASONIK 31

100

Page 32: 91919570 Metoda Ultrasonik

Kalibrasi dimaksudkan untuk menyesuaikan skala pada layar misal 0 – 10.

Dengan jangkauan dari gelombang ultrasonic dalam benda uji / blok kalibrasi.

Gelombang yang merambat didalam benda uji / blok kalibrasi adalah gelombang

longitudinal sebelum melakukan kalibrasi jarak tempuh harus diketahui telebih

dahulu tebal benda uji yang akan diukur kira-kira tBU? Setelah itu tentukan range ?

→ R > tBU

Misal tBU = ± 90 mm → R = 100

n = stdt

R =

25

100 = 4 Indikasi pulsa

Indikasi I = R

25 × Skala layar

= 100

25 × 10 = 2,5

II = 100

252 x × 10 = 5

III = 100

253 x × 10 = 7.5

IV = 100

254 x × 10 = 10

C heck kalibrasi.

METODA ULTRASONIK 32

100

0 243

6 8 10

V1 25

Block Standar

V1

100 5

Lucite

231

Page 33: 91919570 Metoda Ultrasonik

t Lucite = 23 = 50 steel

I. 100

50 × 10 = 5 II.

100

502 x × 10 = 10

Check ke t = 100

100

100 × 10 = 10

Mengukur Tebal Benda U ji

KALIBRASI JARAK PROBE NORMAL

METODA ULTRASONIK 33

100 5

V1 100

tBu2

= x 100 = 60 mm60 mm

80 mm

40 mm

tBu

= x 100 = 80 mm

mmmm

0 6 10

100 5 8

tc = 4 / 10 . 100 = 40 mm

Page 34: 91919570 Metoda Ultrasonik

PROBE DIARAHKAN KE TEBAL 25 mm PADA V1

TEST

RANGE (mm)

INDIKASI PULSA PADA SKALA LAYAR

I II III IV V VI VII VIII IX X50 5 10100 2.5 5 7.5 10125 2 4 6 8 10150 1.66 3.33 5 6.6 8.3 10200 1.25 2.5 3.75 5 6.25 7.5 8.75 10250 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10300

PROBE DIARAHKAN KE TEBAL 100 mm PADA V1

200 5 10250 4 8300 3.3 6.6 10400 2.5 5 7.5 10500 2 4 6 8 10

Untuk kalibrasi jarak Range ≥ 200

Probe diarahkan keketebalan 100 untuk memudahkan kalibrasi.

KALIBRASI JARAK PROBE NORMAL KEMBAR

Kalibrasi jarak tempuh untuk range lebih besar dari 20/25 mm caranya

sama seperti kalibrasi probe normal tuggal. Sedangkan untuk range dibawah 25

mm kalibrasi dilakukan sebagai berikut :

missal R= 10mm menggunakan standar v w.

METODA ULTRASONIK 34

0 2 64 8 10

4

Page 35: 91919570 Metoda Ultrasonik

Indikasi : x Skala layar

: x 10 = 4

Indikasi : x 10 = 8

Mengukur cheeking ke ketebalan yang lain

Indikasi : x 10 = 5

Kalibrasi OK

KALIBRASI JARAK PROBE SUDUT

Pelaksanaan kalibrasi jarak dengan probe sudut lebih sukar dari pada probe

normal, karena posisi probe harus tepat, pada garis acuan yang telah dibuat dalam

standar blok tersebut. Karena posisi probe yang tepat akan mengasilkan indikasi

yang amplitudonya maximum. Sebelum melakukan kalibrasi jarak probe sudut

harus sudah diketahui :

1. Titik index (exite poin),

METODA ULTRASONIK 35

78

0 2 64 8 10

0 2 64 8 10

5

Page 36: 91919570 Metoda Ultrasonik

2. Penyimpangan sudut probe,

Untuk menentukan range (jarak jangkau) kalibrasi harus dicari dulu sound path

(S). Misal tebal benda uji = 20 mm, sudut probe 600

R > S S =

Dari hasil perhitungan missal S = 80 mm maka R = 100

Probe diarahkan ke radius 25

Indikasi : 1. x 10 = 2.5 2. x 10 = 10

Chek kalibrasi probe diarahkan ke 50

METODA ULTRASONIK 36

βStS = 2 . 20 / cos 60 = 80

5025

0 2 64 8 10

0 2 64 8 10

2550

Page 37: 91919570 Metoda Ultrasonik

Indikasi = (50 / 100) x 10 = 5

Bila perlu chek lagi kearah radius 100 mm. di layar akan muncul pada skala

(100 / 100) x 10 = 10

Kalibrasi jarak missal R = 250

Indikasi : x Skala layar

I = x 10 = 4 II = x 10 = 8

Setelah melakukan kalibrasi jarak tempuh sesuai dengan jarak jangkau yang

dikehendaki pada layar dan sudah yakin benar. Untuk selanjutnya melakukan

pemeriksaan cacat pada benda uji missal sambungan las.

KALIBRASI JARAK DENGAN PROBE SUDUT

TEST

RANGE (MM)

PROBE

DIARAHKAN KE

PULSA MUNCUL DILAYAR HARUS PADA

SKALA

I II III IV V

METODA ULTRASONIK 37

100

0 2 64 8 10

33

Page 38: 91919570 Metoda Ultrasonik

100Radius 25

Radius 50

2.5

5

10

-

125

Radius 25

Radius 50

Radius 100

2

4

5

8

10

-

150

Radius 25

Radius 50

Radius 100

1.66

3.33

6.66

6.66

8.33

-

175

Radius 25

Radius 50

Radius 100

1.42

2.85

5.71

5.71

7.1

-

200

Radius 25

Radius 50

Radius 100

1.25

2.5

5

5.0

6.25

10

300 Radius 100 3.33 6.66 10

400 Radius 100 2.5 5 7.5 10

500 Radius 100 2 4 6 8 10

KALIBRASI ALAT ( PESAWAT UT )

Setiap kali akan digunakan, pesawat UT harus dikalibrasi dengan bantuan blok

kalibrasi . Misalnya dengan blok kalibrasi V1,V2. Kalibrasi alat ini harus

diperiksa linieritasnya baik skala horizontal maupun vertical

PEMERIKSAAN LINIERSITAS HORISONTAL;

Pemeriksaan dimaksudkan untuk meyakinkan bahwa skala horizontal linier. Buat

range 250 mm pada layar. Tempatkan probe pada ketebalan 100. V1.

METODA ULTRASONIK 38

33

% FSH

Page 39: 91919570 Metoda Ultrasonik

Atur pulsa pada skala 4 dan 8, selanjutnya tempatkan probe pada ketebalan 25 V1,

amati setiap indikasi pulsa.

Indikasi:

Apabila tepat pada skala 1 s/d 10 maka skala horizontal linier.

PEMERIKSAAN LINIERITAS VERTIKAL

Pemeriksaan dimaksudkan untuk meyakinkan bahwa skala vertical adalah linear

untuk itu diusahakan pada layar dapat ditimbulkan dua buah indikasi yang

amplitudonya 2: 1

METODA ULTRASONIK 39

0 2 64 8 10331 5 97

25 V1

10008591

0 2 64 8 10

30% FSH

X = ….dB

60% FSH

1,8 1,9 2 2,1 2,2

± 10 %

± 5 %

% FSH

Page 40: 91919570 Metoda Ultrasonik

Skala vertical linear apabila ratio berada

pada range toleransi yang diijinkan atau

linier pada berapa % FSH → % FSH sesuai

referensi standar range toleransi.

PEMERIKSAAN LINIERITAS TOMBOL

GAIN.

Pemeriksaan dimaksudkan untuk

meyakinkan bahwa step tombol dari

pesawat UT adalah linier.

Amplitudo

Awal (%)

Perubahan

Gain (dB)

Amplitudo

Actual

Amplitudo

Akhir (%)

Keterangan

80

80

40

20

-6

-12

+6

+12

-

-

-

-

32 - 48

16 - 24

64 - 96

64 - 96

METODA ULTRASONIK 40

X dB I % II % Ratio

I/IIX+4 - - 2,05

X+2 - - 2

X=30 60 30 2

X-2 - - 2

X-4 - - 1,95

X-6 - - 1,95

X-8 - 1,9

X-10 1,9

100V1

0 2 64 8 10

-6Db

80 %

40 %

% FSH

Page 41: 91919570 Metoda Ultrasonik

PEMERIKSAAN RESOLUSI.

Apabila resolusinya baik indikasi harus dapat memperlihatkan perbedaan jarak

yang sangat berdekatan pada skala 8,5 ; 9,1; 10

SENSITIVITAS DAN RESOLUSI

Sensitivitas dan resolusi dari sistim pesawat UT tergantung pada alat elektronik dan

probenya

Sensitivitas : adalah kemampuan system untuk menditeksi pemantul kecil yang

letaknya jauh dari permukaan, sedangkan

Resolusi : adalah kemampuan system untuk membedakan dua permukaan

pemantul yang sangat berdekatan. Sensitivitas dan resolusi merupakan dua faktor

yang saling mempengaruhi artinya bila Sensitivitasnya baik →resolusinya kurang

baik sedangkan bila resolusinya baik sensitivitasnya kurang baik.

Demikiaan pula alat elektroniknya untuk memperoleh sistim yang resolusinya baik

di perlukan probe dan alat elektronik yang baik besaran sentivitas biasanya relatip

yang satu mungkin laebih baik dari yang lain

SENSITIVITAS RESOLUSI

METODA ULTRASONIK 41

0 2 64 8 10

0 2 64 8 10

KURANG

KURANG

0 2 64 8 10

BAIK

0 2 64 8 10

BAIK

0 2 64 8 10

KURANG

V1

8591 100

Page 42: 91919570 Metoda Ultrasonik

PEMERIKSAN TITIK INDEK.

Titik indek perlu diketahui lokasinya karena titik ini merupakan titik nol dari setiap

pengukuran jarak.

Dilakukan sebagai berikut :

METODA ULTRASONIK 42

Titik Index Lama Titik Index

Baru

V1

0 2 64 8 10

MAX

Page 43: 91919570 Metoda Ultrasonik

Kesalahan / ketidak telitian dalam menentukan letak titik indeks akan

mengakibatkan kesalahan dalam menentukan letak cacat /reflector.

Kesalahan letak titik indek terhadap spesipikasi pabrik maks ± 2 skala.

Bila telah melebihi 2 skala probe harus diperbaiki atau tidak dipakai.

PEMERIKSAN SUDUT PROBE

Sudut bias gelombang yang masuk kedalam benda uji dapat diukur dengan

beberapa macam cara, tetapi sebelumnya titik indeks harus diketahui lokasinya.

METODA ULTRASONIK 43

Dengan cara interpolasai sudut probe yang sebenaranya adalahMisalnya 580

Y=15β

Θ=15

X

TitikIndekprobe

Titk indek

40 50 60Sudut probe

40 50 60

V1

0 2 64 8 10

MAX

0 2 64 8 10

MAX

Page 44: 91919570 Metoda Ultrasonik

Ukur jarak X dan Y.

Y = 15 sudah standar, x = diukur dari titik indeks sudut probe →tan β dapat dicari.

Sudut probe yang diperkenankan toleransinya ± 2˚ probe harus diperbaiki jangan

langsung digunakan.

IMERSION TEHNIK

Biasanya sistim imersion (rendam) ini digunakan untuk pengukuran secara

otomatis, dimana sistim scan A digabungkan dengan gerakan probe terhadap

permukaan BU dalam sistem terpadu sehingga menghasilkan Scan –B dan Scan C.

mengingat jarak permukaan BU jauh maka harus ditentukan jarak minimum yang

tidak akan mengganggu pengukuran.

METODA ULTRASONIK 44

VL air

VL baja Tebal baja

Jarak air d air

Page 45: 91919570 Metoda Ultrasonik

Waktu yang diperlukan oleh gelombang untuk merambat dari probe ke permukaan

BU adalah :

tair = dair /VLair

pantulan kedua terjadi dalam selang waktu t air . jadi supaya pantulan ke 2 dan

seterusnya tidak mengganggu dari permukaan di dalam BU (antara permukaan 1

dan 2)

Maka tbj = dbj / VLbj < tai

Karena Vbj = 4 Vair, maka : dbj < 4 dair atau dair > ¼ dbj.

Jadi jarak probe permukaan I harus lebih besar dari ¼ dbj (tebal BU). Untuk dapat

membaca skala lebih teliti range dapat diperkecil dan indikasi permukaan I dapat

digeser ke skala 0.

METODA ULTRASONIK 45

dair

R 200

0 10985tBU

tc

0 1

1I

6 7

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tebal benda uji

d Air tc

Page 46: 91919570 Metoda Ultrasonik

MENENTUKAN LOKASI DIMENSI CACAT LAMINASI DENGAN PROBE

NORMAL.

LANGKAH KERJA :

1. Tentukan / ukur BU. Tebal = ……40.

2. .tentukan range R > 40→R=50.

3. Lakukan kalibrasi jarak → OK

4. mencari cacat laminasi

• ukur BU dq UT tebal / Back Wal.

Kalibrasi gain sensitivity, buat indikasi menjadi 100% FSH catat G = …..dB + 6

dB = …..dB = Gain Operasi

METODA ULTRASONIK 46

TBU = (8,2 / 10) x 50 = 41

TBU

0 243

6 8 10

100 %

R 50

Page 47: 91919570 Metoda Ultrasonik

5. Pencarian cacat laminasi teknik 6 dB drop

TEKNIK EKUALISASI

HASIL UJI CACAT LAMINASI

METODA ULTRASONIK 47

22

2 2

2

1

22 1

Tc = (4 / 10) x 50 = 20

Ujung cacat

100 %

tc0 04 8 0 104 8,2

1 21 2

Equel

10

100

22

2 2

2

1

22 1

tc = (4 / 10) x 50 = 20

Ujung cacat

0 04 8 0 4 8,2

1 21 2

100 %

50 %6 dB

tc

100

?

?

tBU

?

?

BU

Page 48: 91919570 Metoda Ultrasonik

MENENTUKAN LOKASI DAN DIMENSI CACAT MENGGUNAKAN PROBE

SUDUT

LANGKAH KERJA :

1. Mengukur t BU → t = ….. missal t = 20

2. menentukan sudut probe β =…….˙ missal sudut 600

3. menentukan titik indeks probe, Check sudut bias probe

4. menentukan range → R > βcos

t , βcos

2t

R ≥ 60cos

20 = 40 → R = 100

5. lakukan kalibrasi jarak → Check OK

6. lakukan kalibrasi gain sensitivity

METODA ULTRASONIK 48

Ø1,5V1

o 100% FSH

Max

G = ……dB + 6 dB

Gop = …..dB

Page 49: 91919570 Metoda Ultrasonik

7. memeriksa cacat pada BU

• analisa cacat

Menentukan Lokasi & Dimensi Cacat

Sc = dilihat dilayar → Sc = (2,5/10) x 100 = 25 mm

Px = diukur pada BU

Pc = dihitung → Pc = Sc . Sin β

METODA ULTRASONIK 49

tLeg 2 Leg 1

Cacat

Leg 1 = Sc < t/cos β

Leg 2 = Sc > t/cos β

Sc < 2t/cos β

50 %

100 %

50 %

L

100% R 100%

Max

0 102 2,5

X

Px

Pc

tc

- 100 %

- 6 dB

- 50 %

0 2,5

0 10

Page 50: 91919570 Metoda Ultrasonik

X = Px – Pc

L = diukur pada BU

tc = dihitung → leg 1 → tc = Sc . cos leg 2 → tc = 2t – Sc cos β

Hasil Pengukuran

MENENTUKAN LOKASI & DIMENSI CACAT LAS

Langkah kerja

1. Ukur tebal BU. → t = 20 mm

2. Cari cacat laminasi, tidak ada cacat laminasi → Teruskan

3. Memilih sudut probe – menentukan sudut probe – mencek sudut probe

4. Menentukan range → R = t / cos β ; 2t / cos β

Misal t = 20 → R > 2 . 20 / cos 60 = 80 → R = 100

5. Melakukan kalibrasi jarak → OK

6. Melakukan Kalibrasi gain sensitivity

7. Pemeriksaan Sambungan las

METODA ULTRASONIK 50

tBU

?

?

?

?

??

G = …dB+ 6 dB

Gop = ….dB

Ø1,5V1

o100 %

Max

0 10

Page 51: 91919570 Metoda Ultrasonik

Penentuan scaning area

Analisa cacat las

Untuk leg 1 Sc < t / cos β = 20 / cos 60 = → Sc < 40

Untuk leg 2 Sc > t / cos β ; Sc < 2t / cos β → 40 < Sc < 80

METODA ULTRASONIK 51

P = 2 .t. tg β

HAZ

P = 2 .t. tg β

Leg 1

Max

0 104 6 8

Leg 2

Pc

Px

Sc

Page 52: 91919570 Metoda Ultrasonik

Penentuan Lokasi & Dimensi Cacat Las

HASI UJI SAMBUNGAN LAS

• Sc = dilihat dilayar

• Px = diukur pada BU

• Pc = Sc . Sin β dihitung

• X = Px – Pc

• L = diukur pada BU

• tc = untuk leg 1 → tc = Sc . cos β

leg 2 → tc = 2t – Sc . cos β

METODA ULTRASONIK 52

50 %

100 %

50 %L

x

Pc

tc

100 %

50 %

0 10

100 %

Max

0 106

6

-6dB

SCAN - C

40

30140

25

3

40

1220

9

SCAN - B

4

0

Y

Page 53: 91919570 Metoda Ultrasonik

Penentuan Lokasi Cacat Perhitungan jarak dapat dilakukan seperti pada

pengukuran tebal.

Misal pada layar timbul indikasi Sbb.

Maka tebal bahan ( d ) → d = (6 / 10) x 200 = 120 mm

METODA ULTRASONIK 53

0 2 4 6 108

Page 54: 91919570 Metoda Ultrasonik

Lokasi Cacat ( dc ) → dc = (4,5 /10 ) x 200 = 40 mm

Pantulan ke 2 dari cacat adalah pada skala 9

Jadi pada bahan yang tebalnya 120 mm terdapat cacat pada kedalaman 40 mm dari

permukaan BU.

Bila indikasi yang terjadi jumlahnya cukup banyak maka indikasi harusl dianalisa

satu persatu dimulai dari pulsa pertama.

Misal pada layar dikalibrasi dengan Range 200 dilayar muncul pulsa sebagai

berikut :

Misal terdapat 7 buah indikasi pada layar

Indikasi 1 Lokasi ; (2,5 / 10) x 200 = 50 mm → dalamnya cacat 1

METODA ULTRASONIK 54

0 2 4 6 108

12

3

4

5

67

Page 55: 91919570 Metoda Ultrasonik

Indikasi 2 Lokasi ; (4,5 / 10) x 200 = 90 mm → dalamnya cacat 2

Indikasi 3 Lokasi ; 100 pantulan 2 dari cacat 1

Indikasi 4 Lokasi ; (6 / 10) x 200 = 120 mm back wall → (tebal benda uji)

Indikasi 5 Lokasi ; 150 mm pantulan 3 dari cacat 1

Indikasi 6 Lokasi ; 180 mm pantulan 2 dari cacat 2

Indikasi 7 Lokasi ; 200 mm pantulan 4 dari cacat 1

PENGUNAAN PROBE SUDUT

Probe sudut hanya digunakan untuk menentukan lokasi dan besar cacat yang

memiliki permukaan yang membentuk sudut terhadap permukaan benda uji.

Penentuan Lokasi Cacat dengan probe sudut :

Penentuan lokasi cacat dengan probe sudut memerlukan ketelitian yang lebih

baik dibanding probe normal karena dituntut suatu kondisi indikasi dilayar harus

maximal agar diyakini bahwa cacat berada pada central beam.

METODA ULTRASONIK 55

Max

0 1062 4 8

β

Page 56: 91919570 Metoda Ultrasonik

Untuk mendapatkan indikasi maximal probe harus digerakan maju mundur kekiri

dan kekanan

METODA ULTRASONIK 56

Page 57: 91919570 Metoda Ultrasonik

KALIBRASI JARAK

Kalibrasi jarak menggunakan probe sudut berbeda dengan probe normal,

pengukuran dengan probe sudut memungkinkan 3 macam jarak, yang bias

ditampilkan pada layar.

• Jarak tempuh (S)

• Jarak proyeksi diukur dari titik indeks, diukur dari ujung probe (a)

• Jarak tempuh kearah tebal (a)

Bila salah satu jarak telah diketahui maka jarak yang lain dapat ditentukan.

Sin β = P / S

METODA ULTRASONIK 57

t

P

βt1 t

2

Pc

a

S

Page 58: 91919570 Metoda Ultrasonik

Cos β = 2t / S P = 2t tg β = S Sin β

t1 = Sc . Cos β S = 2t / cos β – P / sin β

t2 = 2t– Sc Cos β

Kalibrasi jarak proyeksi

Misal kalibrasi probe sudut 450 dan R = 200 mm

Jarak tempuh 100 mm jarak proyeksinya = 100 x Sin 450 = 70,7 mm

Jadi indikasi pada layar harus diletakan pada skala :

Indikasi I = (70,7 / 200) x 10 = 3,5 Skala layar

II = 2 . 70,7 / 200 = 7,1 Skala layar

METODA ULTRASONIK 58

P2

P1

0 106

2 3,5 87,1

R 200

Page 59: 91919570 Metoda Ultrasonik

Dengan menempatkan indikasi pada skala 3,5 dan 7,1 diperoleh range 200 mm

jarak proyeksi dari titik indeks probe.

Pemakaian Skala DGS (Distance Gain Size) berdasarkan standard DIN

Amplitudo suatu indikasi tergantung pada letak permukaan pemantul/cacat

(distance), gain dan dimensi permukaan pemantul/cacat tersebut (size). Makin jauh

letak cacat dan dengan gain yang kecil serta makin kecil dimensi cacat, maka

makin kecil pula amplitudo indikasi dari cacat tersebut.

Krautkramer secara teoritis dengan percobaannya telah membuktikan

adanya hubungan antara besaran-besaran tersebut di atas dan berhasil membuat

hubungan antara besaran tersebut dalam diagram dan skala DGS dengan syarat

bahwa permukaan dianggap datar/rata dan berbentuk lingkaran dua dimensi.

Karena diagram dan skala ini dipengaruhi oleh probe dan pesawat yang

digunakan, maka dibuatkan diagram dan skala untuk berbagai jenis probe, range,

frekuensi dan dimensi dan pesawat ultrasonik. Untuk itu krautkramer membuat

skala dengan kode-kode tertentu disesuaikan dengan faktor-faktor tersebut. Misal

untuk pesawat USK, USL dan USM dibuatkan skala DGS dengan kode huruf

MAN untuk probe normal dan kode huruf MA untuk probe sudut.

Untuk memasukkan faktor frekuensi probe, sudut probe dan range dibuatkan

kode angka misal skala DGS MAN 242 adalah untuk probe B.4 SN atau MB4SN

dengan range 2 x 250 mm = 500 mm.

METODA ULTRASONIK 59

Page 60: 91919570 Metoda Ultrasonik

Skala DGS MA 442 adalah untuk probe MWB 45 dengan range 2 x 50 mm

= 100 mm dan jarak proyeksi dari ujung probe.

Untuk dapat menggunakan skala DGS langsung maka perlu dilakukan

kalibrasi, baik gain maupun jarak sehingga amplitudo langsung menunjukkan

dimensi cacat dalam satuan mm DGS.

Distance: A Gain: V Size: G

DISTANCE AMPLITUDO CORRECTION ( DAC )

Kurva DAC adalah salah satu cara dari standard ASME untuk menentukan dimensi

cacat relative terhadap suatu referensi cacat tertentu (menggunakan Basic

Calibration Block / BCB).

Untuk itu terlebih dahulu harus di buat kurva DAC dari cacat referensi berupa

lubang bor sisi atau berupa takikan pada block BCB

METODA ULTRASONIK 60

B CB

T

2/4

1/4

3/4

R = 10/4 T

TBCB = 3/4 in ( 19 mm)

Probe sudut = 600

Size = 8 x 9 mm

Frekuensi = 4 Mhz

100% DAC

50% DAC

Kurva DAC

0 102 864

Page 61: 91919570 Metoda Ultrasonik

Setelah kurva DAC diperoleh amplitudo dari indikasi cacat dibandingkan dengan

kurva DAC dan dapat dihitung persentase perbandingan antara amplitude kurva

DAC untuk jarak yang sama dan ukuran cacat referensi yang sama.

METODA ULTRASONIK 61

20% DAC