praktikum uji tak rusak metoda ultrasonik · 2018. 7. 21. · ultrasonic inspection adalah salah...

PRAKTIKUM UJI TAK RUSAK METODA ULTRASONIK

A. Tujuan

Setelah melaksanakan praktikum ini mahasiswa diharapkan mampu :

1. Melakukan kalibrasi jarak tempuh probe normal maupun probe sudut,

2. Melakukan penentuan ukuran dan posisi cacat pada material dengan aplikasi probe

normal dan probe sudut,

3. Menentukan jenis cacat dengan aplikasi probe normal dan probe sudut pada material plat

B. Teori Dasar

Ultrasonic Testing (UT) Merupakan salah satu metode Non Destructive Testing yang

menggunakan energi suara frekuensi tinggi untuk melakukan proses pengujian atau proses

pengukuran. Metode UT bisa digunakan untuk deteksi cacat, evaluasi material, pengukuran

dimensi, analisis karakteristik material dan lainnya. Sebagai ilustrasi dari prinsip inspeksi dasar

UT, pada gambar 1 merupakan konfigurasi jenis puls echo dapat dijadikan sebagai bahan

pembelajaran.

Peralatan UT terdiri dari beberapa bagian yang memiliki fungsi dan perannya maing-

masing seperti Pulser/receiver, tranducer, dan display. Pulser/receiver adalah peralatan elektronik

yang dapat memproduksi pulsa elektrik bertegangan tinggi. Dikendalikan oleh pulser, tranduser

memproduksi energi ultrasonic berfrekuensi tinggi. Energi ultrasonic tersebut dikeluarkan dan

disebarkan melintasi material uji dalam bentuk gelombang. Jika terdapat discontinuity (seperti

crack) pada lintasan gelombang, sebagian energi akan direfleksikan kembali dari permukaan

discontinuity tersebut. Gelombang sinyal yang direfleksikan tersebut dirubah menjadi sinyal

elektrik oleh tranduser dan ditampilkan pada display. Pada ilustrasi dibawah, kekuatan sinyal

yang direfleksikan ditampilkan pada pada grafik display signal strength versus selisih waktu

antara sinyal dipancarkan dan diterima kembali oleh tranduser. Selisih waktu tersebut juga dapat

merepresentasikan jarak perjalanan sinyal melewati material uji. Dari sinyal tersebut kita dapat

mengetahui lokasi dari discontinuity, ukuran, orientasi, dan lainya.

Ultrasonic Inspection adalah salah satu metode NDT yang bermanfaat dan serbaguna.

Beberapa keunggulan dari UT diantaranya:

Sensitif terhadap discontinuity yang ada pada surface maupun subsurface dari benda uji

Kedalaman jangkauan pendeteksian discontinuity menggunakan UT lebih baik daripada

metode NDT lainya

Hanya butuh akses dari satu sisi benda uji saja (metode UT pulse-echo)

Tingkat keakuratan yang tinggi dalam menentukan posisi discontiouity, serta estimasi

bentuk dan ukurannya

Peralatan yang sederhana

Peralatan elektronik yang digunakan pada UT memberikan hasil pengujian secara instant

Gambaran terperinci dari hasil pengujian dapat diperoleh dengan automated system

dapat digunakan untuk penggunaan lainya, seperti pengukuran ketebalan

Gambar 1. konfigurasi sederhana puls echo

seperti metode NDT lainya, UT juga punya beberapa batasan dan kelemahan diantaranya:

Permukaan benda uji harus dapat diakses untuk mentransmisikan gelombang ultrasonic

Skill dan training yang dibutuhkan untuk menjadi UT-Man handal lebih luas disbanding

metode NDT lainnya

Membutuhkan media perantara untuk mentransfer energi suara pada material uji

Material yang permukaanya kasar, bentuknya itrguler, terlalu kecil, terlalu tipis, atau

tidak homogen, agak susah kalau menggunakan UT

Besi tempa dan material yang memiliki butiran kasar sangat sulit diispeksi karena

transmisi suara akan rendah dan banyak terjadi noise

Kalau ada defec yang orientasinya parallel dengan arah rambatan gelombang

ultrasoniknya, biasanya sulit terdeteksi

Butuh reference standard untuk kalibrasi alat dan analisis karakteristik dari sinyal yang

ditangkap tranducer

C. Alat dan Bahan

1. Ultrasonik Flaw Detector Set (USM GO/ USM-36)

2. Probe Normal Single (MEB-4S)

3. Probe Normal Twin (MSEB-4S)

4. Probe Sudut 45o, 60

o dan 70

o (MWB-45, MWB-60 dan MWB-70)

5. Blok Kalibrasi V1 dan V2 (IIW Calibration Block)

6. Penggaris dan marker

7. material benda uji

8. Kuplan (Couplant)

D. Tata Laksana Percobaan a) Kalibrasi Jarak tempuh secara manual

1. Probe Normal

a. Pilih range (R) disesuaikan dengan tebal material yang akan diperiksa. R minimal

sama dengan tebal material (misal dipilih range = 100mm)

b. Tempatkn probe normal pada Blok Kalibrasi V1 dengan ketebalan 25 mm

c. Atur cepat rambat gelombang ultrasonic sehingga iperoleh jumlah pulsa (n) = R/tebal

(diperoleh n=100/25= 4 pulsa)

d. Tempatkan posisi skala horizontal pada posisi dengan mengatur velocity dan probe

delay menjadi sebagai berikut :

- Pulsa I = t/R x 100 ==== 25/100 x 100 = 25

- Pulsa II = 2t/Rx100 ==== 2 x 25/100 x 100 = 50

- Pulsa III = 3t/R x 100 ==== 3 x 25/100 x 100 = 75

- Pulsa IV = 4t/R x 100 ==== 4 x 25/100 x 100 = 100

e. Kalibrasi selesai instrument siap dipergunakan untuk memeriksa material

2. Probe Sudut

a. Pilih Range (R) dengan ketentuan minimal = 2t/cos α misal dipilih R = 100

b. Tempatkan probe sudut pada blok V2 menghadap lengkungn dengan jari-jari 25 mm

c. Atur posisi pulsa dengan mengatur velocity dan probe delay menjadi sebaga berikut :

- Pulsa I = t/R x 100 === 25/100 x 100 = 25

- Pulsa II = t + (25 + 50)/100 x 100 ====== 25 + 75/100 x 100 = 100

d. Kalibrasi selesai dan instrument siap dipakai untuk memeriksa material

b) Kalibrasi jarak tempuh dengan metode Auto Calibration (Auto cal)

1. Probe Normal (misal R = 100 mm dan probe ditempatkan pada tebal blok 25 mm)

a. Masuk ke menu dB ref kemudian atur lebar gate sesai dengan lebar pulsa dan

threshold diatur minimal 30% tinggi layar

b. Masuk ke menu autocal kemudian atur sinyal refferent 1 (sreff 1) pada posisi 25

mm dan sinyal refferent 2 (sreff2) pada posisi 50 mm (perhitungan sama dengan

cara manual namun pada saat mengkalibrasi dengan autocal ini hanya dibutuhkan

dua buah sinyal)

c. Atur tombol a start gate sampai gate pada layar menyentuh pulsa I kemudian

pilih tombol record referent 1, kemudian atur a start gate berikutnya sampai gate

pada layar menyentuh pulsa II kemudian tekan pilih record referent 2

d. Kalibrasi selesai dan instrument siap digunakan untuk mememeriksa material

2. Probe Sudut

Langkah-langkah kalibrasi pada probe sudut sama sama dengan probe normal

hanya gate reference datur sesuai dengan perhitungan kalibrasi pada probe sudut.

c) Menentukan Ujung Cacat

Metoda yang digunakan pada penentuan ujung cacat adalah 6 dB drop, dimana

amplitude sinyal menjadi setengah dari tinggi amplitude cacat, kemudian geser posisi

probe ke ujung berikutnya sampai diperoleh bentuk cacatnya.

d) Menentukan Area Scanning pada material las

73.68mm+ HAZ

36.84mm+HAZ L

HAZ 1 HAZ 2

70®

E. Perhitungan

Kalibrasi Manual (minimal 2 pulsa)

1. Pada probe normal:

Dengan cara menentukan jumlah pulsa berdasarkan range dan tebal benda uji.

Range (R) = 100 mm

Tebal = 25 mm

Jumlah pulsa(N)= R/t= (100mm/25mm)= 4 pulsa

Letak Pulsa Pertama

Letak Pulsa Kedua

Letak Pulsa Ketiga

Letak Pulsa Keempat

Gambar: Hasil pengkalibrasian manual.

2. Pada probe sudut:

Range minimal: 2t/cosα 2(12,6)/cos(70)= 73,67.

Maka digunakan Range: 100

Dengan menempatkan probe sudut pada blok V2 menghadap lengkungn dengan jari-jari

25 mm, maka:

- Pulsa I = t/R x 100 === 25/100 x 100 = 25

- Pulsa II = t + (25 + 50)/100 x 100 ====== 25 + 75/100 x 100 = 100

Gambar: ilustrasi hasil kalibrasi manual probe sudut

Penetuan Area Scanning:

L1=12,60mm/cos 70= 36.84 mm+ HAZ

L2= 2( 12,60mm)/cos 70= 73.68 mm+ 2HAZ

Menentukan Ukuran dan Posisi Cacat dengan Probe sudut 70’:

Menentukan Panjang Leg.

Tebal plat= 12,6 mm.

Maka:

Panjang 1 leg= 36,8 mm

Panjang 2 leg= 73,6 mm

1. Pada jarak 3,5 cm dari ujung area scan:

S=47 mm (2 leg)

Lebar Cacat = Jarak antar ½ gelombang = 55 mm – 40 mm = 15 mm

Kedalaman cacat = 2t – S Cos

= 2(12,6) – 47 x cos 70

= 25,2 – 16

= 9,2 mm

Jarak cacat dari probe = S sin

= 47 sin 70

= 44 mm dari probe

Gambar: Tampak Lintang plat

2. Pada jarak 8 cm dari ujung area scan: S= S = 53 mm (2 Leg)

Lebar cacat = Jarak antar ½ gelombang

= (57 – 47) mm

= 10 mm

Kedalaman cacat

Jarak Cacat

dari probe



S=50 mm (2 leg)



= 2(12,6) – 50 x cos 70

= 25,2 – 17,10

= 8,09 mm


= 50 sin 70

= 46 mm dari probe


4. Pada jarak 12 cm dari ujung area scan:

S=50 mm (2 leg)



= 2(12,6) – 50 x cos 70

= 25,2 – 17,10

= 8,09 mm


= 50 sin 70

= 46 mm dari probe



S= S = 53 mm (2 Leg)

Lebar cacat = Jarak antar ½ gelombang

= (57 – 47) mm

= 10 mm

Kedalaman cacat

Jarak Cacat

dari probe


Letak Kecacatan:

Nama Material: Plat “S E H A”

F. Pembahasan

Pada praktikum Uji Tak Rusak kali ini adalah memeriksa kecacatan dari sebuah plat

berukuran 30cm x 25 cm dengan ketebalan 12,6 mm dengan menggunakan alat UT

“krautkramer USM 36”. Metode UT ini memiliki kelebihan dapat mengecek adanya cacat

yang panjang dan jauh. UT memiliki 2 jenis probe yang dapat digunakan, yakni probe

normal untuk permukaan yang datar dan probe sudut untuk mengecek pada permukaan

yang tidak rata.

Sebelum digunakan, praktikan harus terlebih dahulu melakukan pengkalibrasian alat

baik apabila menggunakan probe normal maupun menggunakan probe sudut agar nilai

pengukuran yang dihasilan akurat. Pengkalibrasian yang telah dilakukan oleh praktikan

adalah secara manual dan secara autocal baik dengan probe normal maupun probe sudut.

Berikut adalah penjelasannya:

a. Secara manual

Secara manual, baik dengan probe sudut ataupun probe normal dilakukan

perhitungan seperti pada subbab perhitungan. Setelah dilakukan perhitungan, barulah

dilakukan kalibrasi pada alat UT, yakni dengan mengatur Range, Probe Delay, dan

Velocity nya agar sesuai dengan hasil perhitungan.

b. Secara Autocal

Secara Autocal, dapat dilakukan seperti pada petunjuk praktikum.

Setelah dilakukan kalibrasi, praktikan dapat melakukan cross cek. Yakni untuk probe

sudut, dapat dilakukan cross cek pada blok V2 yang akan tertampil lucutan gelombang

sinyal pada display UT di posisi 100. Sedangkan untuk probe normal, dapat dilakukan cross

cek pada blok V1 yang akan muncul lucutan gelombang sinyal pada display UT di posisi

15 mm dan 45 mm saat probe berada tegak lurus dengan lubang pada blok V1.

Gambar: Blok V1 dan Blok V2

Setelah praktikan melakukan kalibrasi, maka selanjutnya praktikan dapat menscan plat

menggunakan probe sudut 70º. Pada prosesnya, praktikan melihat pada display UT.

Praktikan mencari adanya puncak gelombang sinyal tertinggi. Dengan diperolehnya

gelombang sinyal, maka dapat diindikasi adanya cacat. Kemudian praktikan mencari posisi

setengah puncak gelombang. Jarak antara kedua posisi setengah puncak gelombang

merupakan lebar cacat. Dengan diperolehnya nilai pada posisi cacat, maka dapat dihitung

kedalaman cacat lasan dan juga posisi cacat dari probe seperti pada subbab perhitungan.

G. Kesimpulan

1. Dapat dilakukan pengujian tak merusak menggunakan metode Ultrasonic Testing pada

material Plat.

2. Ditemukan 5 titik kecacatan, yakni pada jarak 3,5 cm, 8 cm, 10,4 cm, 12 cm, dan 16,5 cm

dari panjang plat.

3. Pada jarak 3,5 cm dari panjang plat , diperoleh lebar cacat sebesar 15 mm , kedalaman

cacat lasan sebesar 9,2 mm dan posisi cacat dari probe sejauh 44 mm.

4. Pada jarak 8 cm dari panjang plat, diperoleh lebar cacat sebesar 10 mm, kedalaman cacat

lasan sebesar 7,072 mm dan posisi cacat dari probe sejauh 49,8 mm.

5. Pada jarak 10,4 cm dari panjang plat, diperoleh lebar cacat sebesar 13 mm, kedalaman


6. Pada jarak 12 cm dari panjang plat, diperoleh lebar cacat sebesar 10 mm, kedalaman


7. Pada jarak 16,5 cm dari panjang plat, diperoleh lebar cacat sebesar 10 mm, kedalaman

cacat lasan sebesar 7,072 mm dan posisi cacat dari probe sejauh 49,8 mm.

H. Daftar Pustaka

Praptono, dkk. 2018.Petunjuk Praktikum Uji Tak Rusak.Yogyakarta:STTN-BATAN

Yogyakarta, 1 April 2018

Praktikan,

Yudi Irwanto

praktikum uji tak rusak metoda ultrasonik · 2018. 7. 21. · ultrasonic inspection adalah salah...

Documents