UJI TAK MERUSAKMemeriksa integritas suatu benda ujiDitentukan oleh ada/tidaknya cacat-cacat seperti retakan (crack), keropos (void), inklusi (inclusion) atau bentuk-bentuk ketidakhomogenan lainnyaUntuk mendeteksinya suatu gelombang ultrasonik diradiasikan ke dalam benda uji, biasanya berupa pulsa-pulsaBila terdapat cacat di dalam benda uji, maka gelombang ultrasonik akan dipantulkan dan diterima oleh transduser yang sama atau transduser yang lainDengan mengamati besarnya pulsa gelombang ultrasonik yang diterima, ukuran cacat dapat diperkirakanDengan mengukur waktu tempuhnya, posisi/letak cacat dapat diketahui

APLIKASI UJI TAK MERUSAKPemeriksaan integritas dari konstruksi-konstruksi betonBangunan,JembatanBendunganPemeriksaan integritas dari konstruksi-konstruksi bajaReaktorRotorTurbinTangki dan pipa-pipaPemeriksaan hasil-hasil pengerjaanPengecoranPengelasanPerekatan

PEMERIKSAAN CACATMendeteksi adanya cacatPaling mudah dilakukan Menentukan letak cacatMengukur waktu tempuhMenentukan jenis cacatCacat bidang (paling berbahaya)Cacat volume (tidak begitu berbahaya) Memperkirakan ukuran cacatPaling sukar dilakukanTerdapat berbagai metoda

MENDETEKSI ADANYA CACATFWE = Front Wall EchoBWE = Back Wall EchoFE1 = Flaw Echo 1FE2 = Flaw Echo 2Layar osiloskop

MENENTUKAN LETAK CACATLetak cacat tepat di sumbu transduserLetak cacat tidak tepat di sumbu transduserDilakukan penyapuan (scanning) di sekitar cacat sampai diperoleh pulsa maksimum

MENENTUKAN JENIS CACATBila cacatnya keropos atau inklusi yang merupakan cacat volume, maka pergeseran posisi transduser tidak banyak mengubah amplituda pulsaCacat volumeCacat bidangBila cacatnya retakan yang merupakan cacat bidang, maka pergeseran posisi transduser akan menyebabkan amplituda pulsa berubah secara drastis

MEMPERKIRAKAN UKURAN CACATPekerjaan yang paling sulit dalam pemeriksaan cacatHanya dapat memperkirakan (estimasi) besarnya ukuran cacatKadang-kadang hanya menyatakan bahwa ukuran cacat yang sedang diperiksa lebih besar atau lebih kecil dari suatu harga tertentu (cacat acuan)Cacat-cacat acuan biasanya terdapat pada blok acuan (reference block) yang terbuat dari baja atau alumuniumSecara umum terdapat tiga cara memperkirakan ukuran cacat Analisis amplituda (amplitude analysis) Analisis waktu (time analysis) Analisis frekuensi (frequency analysis)

METODA JATUH (DROP METHOD)Hanya dapat dilakukan bila ukuran cacat lebih besar dari diameter transduserDilakukan penyapuan pada daerah yang akan diperiksaBila amplituda pulsa adalah setengah ( - 6 dB) dari amplituda maksimum, maka diperkirakan sumbu transduser berada tepat pada ujung cacatKadang-kadang digunakan 12 dB atau 20 dB

METODA DGSDapat memperkirakan ukuran cacat yang lebih kecil dari diameter transduserMenggunakan BWE sebagai pembanding yang merupakan cacat tak hinggaMenggunakan suatu diagram yang disebut DGS (Distance Gain Scale)Setiap transduser mempunyai diagram DGS-nya sendiriD (distance) adalah jarak dari front wall dinyatakan dengan medan dekat (N)G (gain) adalah perbandingan ukuran cacat terhadap diameter transduserS (scale) adalah perbedaan antara amplituda FE dan amplituda BWE Kekurangan metoda DGS :Bila transduser tidak baru lagi, diagram DGS-nya tidak dapat dipakaiTidak dapat digunakan bila back wall atau cacatnya miring terhadap kerkas gelombang karena tidak ada pantulannya

Diagram DGS untuk medan jauh

Diagram DGS untuk medan dekat

Menentukan ukuran cacat pada permukaanMenggunakan metoda Time-Of-Flight Diffraction (TOFD)Memanfaatkan peristiwa difraksi (pemantulan gelombang ke segala arah) MENENTUKAN KEDALAMAN RETAKAN

Soal No. 1Pada suatu bahan baja terdapat sebuah retakan permukaan sedalam h. Untuk mendeteksinya digunakan dua buah transduser, yang satu bertindak sebagai pemancar (T) sedangkan transduser yang lain (R) bertindak sebagai penerima. Kedua transduser ini merupakan transduser transversal dimana kecepatannya di dalam baja adalah VT. Pada suatu pengukuran, jarak dari ujung atas retakan ke transduser pemancar T dan ke transduser R masing-masing adalah a dan b. Waktu tempuh gelombang ultrasonik dari transduser T ke transduser R setelah didifraksikan oleh ujung bawah retakan adalah sebesar t. Buat persamaan-persamaan yang dapat digunakan untuk menentukan h sebagai fungsi dari VT, a, b dan t.Hitung kedalaman retakan h, bila VT = 3,230 km/s, a = 60 mm, b = 40 mm dan t = 32,374 s.

Soal No. 2Pada suatu bahan baja terdapat sebuah retakan permukaan sedalam h. Untuk mendeteksinya digunakan dua buah transduser gelombang transversal dimana kecepatannya di dalam baja adalah VT. Meskipun keberadaan retakan ini dapat dideteksi, tetapi posisi ujung atas nya tidak dapat ditentukan. Oleh karena itu diperlukan dua kali pengukuran. Pada pengukuran pertama dimana jarak antar transduser (TR1) adalah d1 waktu tempuhnya sebesar t1. Sedangkan pada pengukuran kedua dimana jarak antar transduser (T-R2) adalah d2 waktu tempuhnya sebesar t2. Buat persamaan-persamaan yang dapat digunakan untuk menentukan h sebagai fungsi dari VT, d1, d2, t1 dan t2.Hitung h, bila VT = 3,230 km/s, d1 = 100 mm, d2 = 150 mm, t1 = 31,873 s, dan t2 = 47 187 s.

% Program ndtno2.m : Soal No.2 Uji Tak Merusakclear all% Data yang diketahui dan diukurd1=100; d2=150; t1=31.873; t2=47.187; vt=3.23;% Menghitung panjang lintasanf=t1*vt; g=t2*vt;% Iterasi ganda untuk menentukan kedalaman dan posisi retakanfor i=1:10 a(i)=10+10*(i-1); % Iterasi a : 10 s/d 100 setiap kenaikan 10 mm for j=1:10 h(j)=2+2*(j-1); % Iterasi h : 2 s/d 20 setiap kenaikan 2 mm k1=f-sqrt(h(j)^2+(d1-a(i))^2); k2=g-sqrt(h(j)^2+(d2-a(i))^2); k(i,j)=abs(k1-k2); endendk % Menampilkan matriks k : baris a dan kolom h PROGRAM MATLAB : NON DESTRUCTIVE TESTING

ha

24681012141618100.52780.50410.46450.40930.33860.25260.15170.03590.094220 0.5262 0.4974 0.4495 0.3827 0.2973 0.1935 0.0717 0.0676 0.224030 0.5239 0.4882 0.4290 0.3465 0.2410 0.1132 0.0366 0.2075 0.399040 0.5206 0.4753 0.4000 0.2953 0.1618 0.0002 0.1886 0.4034 0.643150 0.5158 0.4560 0.3569 0.2193 0.0443 0.1666 0.4120 0.6899 0.998560 0.5080 0.4251 0.2881 0.0985 0.1414 0.4290 0.7611 1.1344 1.545370 0.4942 0.3702 0.1663 0.1136 0.4644 0.8802 1.3543 1.8799 2.449980 0.4646 0.2539 0.0882 0.5492 1.1142 1.7669 2.4911 3.2714 4.094290 0.3711 0.1014 0.8269 1.7395 2.7787 3.8965 5.0572 6.2355 7.4136

h = 12 mma = 40 mm

24681012141618100.52780.50410.46450.40930.33860.25260.15170.03590.094220 0.5262 0.4974 0.4495 0.3827 0.2973 0.1935 0.0717 0.0676 0.224030 0.5239 0.4882 0.4290 0.3465 0.2410 0.1132 0.0366 0.2075 0.399040 0.5206 0.4753 0.4000 0.2953 0.1618 0.0002 0.1886 0.4034 0.643150 0.5158 0.4560 0.3569 0.2193 0.0443 0.1666 0.4120 0.6899 0.998560 0.5080 0.4251 0.2881 0.0985 0.1414 0.4290 0.7611 1.1344 1.545370 0.4942 0.3702 0.1663 0.1136 0.4644 0.8802 1.3543 1.8799 2.449980 0.4646 0.2539 0.0882 0.5492 1.1142 1.7669 2.4911 3.2714 4.094290 0.3711 0.1014 0.8269 1.7395 2.7787 3.8965 5.0572 6.2355 7.4136

Soal No. 3Pada bahan baja terdapat suatu retakan permukaan yang miring dengan sudut dan panjangnya h. Untuk mendeteksinya digunakan tiga buah transduser yang dihubungkan dengan dua buah batang (tandem technique) seperti terlihat pada gambar di bawah ini. Transduser yang satu (T) akan bertindak sebagai pemancar sedangkan dua transduser yang lain (R1 dan R2) akan bertindak sebagai penerima. Ketiga transduser ini merupakan transduser transversal dengan kecepatan gelombang sebesar VT. Pada suatu pengukuran, dimana jarak ketiga transduser terhadap ujung retakan masing-masing adalah a,, b dan c diperoleh waktu tempuh dari T ke R1 sebesar t1 dan waktu tempuh dari T ke R2 sebesar t2.

Buat persamaan-persamaan yang dapat digunakan untuk menentukan h dan sebagai fungsi dari VT, a, b, c, t1 dan t2.Hitung h dan , bila VT = 3,230 km/s, a = 40 mm, b = 60 mm, c = 110 mm, t1 = 32,275 s damn t2 = 47,554 s.

MENENTUKAN DIAMETER INKLUSIMatrix materialAlumuniumV1Inclusion d, V2T/R Menentukan ukuran dan jenis inklusi (inclusion) Memanfaatkan perambatan gelombang (refleksi dan refraksi)

Soal No. 4Di dalam bahan alumunium dengan kecepatan gelombang longitudinal V1 terdapat suatu inklusi berdiameter d dengan kecepatan gelombang longitudinal V2. Untuk menentukan karakteristik inklusi ini digunakan uji tak rusak (UTR) ultrasonik, yaitu dengan meradiasikan gelombang ultrasonik ke arah inklusi tersebut seperti terlihat pada gambar di bawah ini. Ternyata dari hasil pengamatan diketahui terdapat 4 buah sinyal yang diterima kembali oleh transduser dengan selang waktu masing-masing adalah t1, t2 dan t3. Sinyal pertama berasal dari pantulan permukaan atas inklusi sedangkan pantulan kedua berasal dari pantulan permukaan bawah inklusi. Sinyal ketiga berasal dari pembiasan ke dalam inklusi dengan sudut yang kemudian menjalar pada sebagian permukaan inklusi. Sinyal keempat berasal dari perambatan melalui setengah dari permukaan inklusi. Gelombang yang merambat pada permukaan inklusi adalah gelombang permukaan dengan kecepatan sebesar VR.

Buat persamaan-persamaan yang dapat dipakai untuk menentukan diameter dan kecepatan gelombang di dalam inklusiDengan menggunakan persamaan-persamaan tersebut di atas, hitung d, V2 dan VR bila diketahui V1 = 6,3 km/s, t1 = 11,321 s, t2 = 12,943 s dan t3 = 22.016 s

t1 dV2

t2 90oL2LRV2V1 VR

V1t3VR