7.fix ultrasonik

of 16 /16
VII ULTRASONIK TEST 7.1 Tujuan 7.1.1 Tujuan umum Mahasiswa dapat melakukan pengujian ultrasonic terhadap suatu material dengan menggunakan prosedur yang benar. 7.1.2 Tujuan khusus Pada percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat menggunakan pesawat ultrasonic dalam memeriksa ketebalan suatu bahan ataupun cacat pada suatu bahan atau material yang tidak dapat dilihat secara visual/langsung. 7.2 Dasar Teori Gelombang ultrasonic adalah gelombang mekanik seperti gelombang suara yang frekuensinya lebih besar dari 20kHz. Gelombang ini dapat dihasilkan dari probe yang berdasarkan perubahan energi listrik menjadi energi mekanik. Sebaliknya probe juga dapat mengubah energi mekanik menjdi energi listrik. Selama perambatannya di dalam material, gelombang ini dipengaruhi oleh sifat-sifat bahan yang dilaluinya missal masa jenis, homogenitas, besar butiran, kekerasan dan sebagainya. Sehingga gelombang ini dapat dipakai untuk mengetahui jenis bahan, tebal dan ada tidaknya cacat di dalam bahan tersebut. Gelombang ultrasonic dapat dipantulkan dan dibiaskan oleh permukaan batas antara dua bahan yang berbeda. Berdasarkan sifat pantulan tersebut dapat ditentukan 1 | Ultrasonic Test

Author: mega-rahayu

Post on 07-Dec-2015

36 views

Category:

Documents


6 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

uji ultrasonik

TRANSCRIPT

BAB VII

VII ULTRASONIK TEST7.1 Tujuan7.1.1 Tujuan umumMahasiswa dapat melakukan pengujian ultrasonic terhadap suatu material dengan menggunakan prosedur yang benar.

7.1.2 Tujuan khususPada percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat menggunakan pesawat ultrasonic dalam memeriksa ketebalan suatu bahan ataupun cacat pada suatu bahan atau material yang tidak dapat dilihat secara visual/langsung.

7.2 Dasar TeoriGelombang ultrasonic adalah gelombang mekanik seperti gelombang suara yang frekuensinya lebih besar dari 20kHz. Gelombang ini dapat dihasilkan dari probe yang berdasarkan perubahan energi listrik menjadi energi mekanik. Sebaliknya probe juga dapat mengubah energi mekanik menjdi energi listrik. Selama perambatannya di dalam material, gelombang ini dipengaruhi oleh sifat-sifat bahan yang dilaluinya missal masa jenis, homogenitas, besar butiran, kekerasan dan sebagainya. Sehingga gelombang ini dapat dipakai untuk mengetahui jenis bahan, tebal dan ada tidaknya cacat di dalam bahan tersebut. Gelombang ultrasonic dapat dipantulkan dan dibiaskan oleh permukaan batas antara dua bahan yang berbeda. Berdasarkan sifat pantulan tersebut dapat ditentukan tebal bahan, lokasi cacat serta ukuran cacat. Jenis-jenis UT adalah sebagai berikut : UT Wall Thickness (W.T.) digunakan untuk mengetahui ketebalan material yang diuji. Pada UT jenis ini data yang ditampilkan pada alat merupakan data digital berupa angka ketebalan dari metari yang diuji. UT Flaw Detector (F.D.) adalah instrumen untuk pengujian bahan yang digunakan untuk mendeteksi cacat yang ada di dalam material uji. Jenis cacat yang bisa dideteksi oleh UT ini antara lain adalah crack, incomplete fusion, incomplete penetration (kecuali yang dekat dengan permukaan material), slag, dan porosity. Data yang ditampilkan oleh alat UT F.D. berupa pulsa.

7.2.1 Prinsip Dasar Ultrasonic.Pemeriksaan tebal bahan atau adanya cacat dalam bahan dengan gelombang ultrasonic dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu : teknik resonansi, teknik tranmisi dan teknik gema. Dari ketiga teknik tersebut, teknik gema kontak langsung paling sering digunakan terutama pada pemeriksaan di lapangan. Pada teknik ini, probe secara bergantian mengeluarkan dan menerima getaran. Tebal bahan dan letak cacat ditentukan dari letak getaran/gema pada layar osiloskop, sedangkan besarnya ditentukan dari simpangan tinggi getaran yang diterima kembali. Berikut adalah Gambar 7.1 menunjukkan skema sistem pengujian.TimerAmplifierPenguat/pembangkit pulsaBenda ujiprobeosiloskop

Gambar 7.1 Skema sistem pengujian

7.2.2 Gelombang Ultrasonic.

Gelombang ultrasonic adalah gelombang mekanik seperti suara, yang frekuensinya lebih besar dari pada 20 kHz. Gelombang ini mempunyai besaran fisis seperti pada suara yakni panjang gelombang (), kecepatan rambat (v), waktu getar (T), amplitudo (A), frekuensi (f), fasa () dan sebagainya. Formula yang berlaku bagi gelombang suara berlaku pula pada gelombang ultrasonic, misal :

(Persamaan 7.1)

(snellius) (Persamaan 7.2)

(least aquare law)(Persamaan 7.3)

=(attenuation)(Persamaan 7.4)

(Persamaan 7.5)Hukum seperti hamburan, difraksi, disfersi, disperse dan hukum gelombang ultrasonic. Tetapi dalam bahasan selanjutnya diutamakan perhitungan tentang jarak, panjang gelombang, pantulan dan pembiasan. Dalam perambatannya pada bahan yang sama, kecepatan dan frekuensi dianggap tetap. Dalam perambatannya dalam berbagai bahan, frekuensi gelombang selalu dianggap tetap, sedangkan kecepatan rambat bergantung pada jenis bahan dan mode gelombang. Frekuensi yang sering digunakan untuk uji tanpa rusak umumnya antara 250 kHz-15 MHz, sedangkan pada pemeriksaan las digunakan frekuensi 2 MHz-6MHz.

7.2.3 Macam ModeDari cara bergetar dan perambatannya maka gelombang ultrasonic dapat menjalar di dalam bahan dalam berbagai mode :1. Mode Longitudinal. Mode longitudinal terjadi bila gelombang ultrasonic merambat pada suatu arah sejajar dengan arah gerakan atom yang digetarkan, misal atom digerakkan kekanan dan kekiri sedangkan gelombang bergerak merambat kearah kekiri atau kekanan. Gelombang longitudinal dapat merambat pada semua bahan, baik gas, cair maupun padat.2. Mode Transversal Mode transversal terjadi bila gelombang ultrasonic merambat pada suatu arah tegak lurus pada arah gerakan atom yang di getarkan , misal atom digetarkan ke atas dan ke bawah, sedangkan gelombang merambat ke arah kanan dan kiri . Gelombang transversal hanya bisa merambat pada benda padat. Gambar 7.2 dan 7.3 di bawah ini menunjukkan perbedaan kedua gelombang :

Gambar 7.2 Gelombang Transversal dan Longitudinal

Gambar 7.3 Mode gelombang Transversal dan Longitudinal

3. Mode Permukaan. Mode permukaan terjadi bila gelombang transversal merambat pada permukaan. Gerakan atom yang bergetar berbentuk elips. Sesuai dengan namanya gelombang permukaan hanya merambat pada permukaan padat dengan kedalaman maksimum satu panjang gelombang. Berikut adalah Gambar 6.4 menunjukkan mode permukaan.

Gambar 7.4 Mode permukaan4. Mode Plat. Mode plat terjadi pada bila gelombang transversal merambat pada bahan pelat tipis yang tebalnya kurang dari setengah panjang gelombang. Gerakan atom yang bergetar berbentuk elips. Gelombang pelat merambat pada seluruh benda uji tipis tersebut, baik dalam bentuk gelombang simetris atau gelombang asimetris. 5. Perubahan Mode. Gelombang ultrasonic yang merambat dalam suatu bahan dapat merubah mode dari satu mode ke mode lainnya. Perubahan mode ini terjadi misalnya karena pantulan atau pembiasan. Bila mode berubah maka kecepatan rambatnya berubah, sedangkan frekuensinya tetap, akibatnya panjang gelombangnya juga akan berubah. Berikut adalah Gambar 7.5 menunjukkan mode plat.

Gambar 7.5 Mode Plat6. Kemampuan deteksi. Cacat kecil dapat memantulkan kembali gelombang ultrasonic bila permukaannya cukup luas. Cacat terkecil yang dapat dideteksi oleh gelombang ultrasonic adalah bila :

minimum = (Persamaan 7.6)7. Kecepatan rambat dan panjang gelombang. Kecepatan rambat (v) gelombang ultrasonic dalam suatu bahan tergantung pada jenis bahan yang dilalui oleh mode gelombang tersebut.

8. Transmisi. Bila gelombang ultrasonic menjalar dari bahan yang satu ke bahan dua tegak lurus pada permukaan batas pada kedua bahan tersebut, maka sebagian bahan akan diteruskan sedangkan sebagian lagi dipantulkan. Intensitas yang diteruskan atau dipantulkan tergantung pada koefisien transmisi atau refleksinya.

D = 1-R(Persamaan 7.7)

(Persamaan 7.8)dimana :R = koefisien refleksiD = koefisien transmisiW = impedansi akustik

= massa jenisV = kecepatan rambat.

7.2.4 Kriteria Kelulusan Semua cacat yang menghasilkan amplitude lebih dari 20% dari level referensi harus dibuktikan sehingga operator dapat menentukan bentuk,identitas dan lokasi dari aalt tersebut dan evaluasinya dalam bentuk kriteria penerimaan standar sebagai berikut :a) Cacat yang berupa retakan, fusi tak lengkap, penetras yang tidak sempurna , berapapun panjangnya harus ditolakb) Semua tipe cacat linier tidak dapat diterima jika amplitudonya lebih dari level referensi dan panjang cacatnya lebih dari yang ditentukan berikut ini1 ) in untuk tebal material (t) sampai dengan in2 ) 1/3 t untuk tebal (t) dan sampai in3 ). untuk tabal (t) lebih dari inDimana t adalah tebal dari hasil pengelasan, tidak termasuk reinforcement. Untuk sambungan tumpil (butt joint) yang memiliki ketebalan berbeda pada hasil las , maka t yang diambil adalah yang memiliki ketebalan lebih kecil. Jika hasil las berupa penetrasi penuh termasuk sambungan fillet , tebal kaki lasan fillet harus dimasukkan dalam t

7.3 Peralatan dan bahanPeralatan dan bahan yang digunakan pada pengujian ultrasonik adalah sebagai berikut:7.3.1 Peralatan Alat pemancar sekaligus penerima gelombang ultrasonic.(probe) Alat kalibrasi awal .(blok Kalibrasi V1) Kabel Coaxial Display (layar CRT)7.3.2 Bahan 1 specimen berbentuk balok baja untuk uji laminasi

7.4 Langkah Kerja

1. Setting range pada pesawat UT, setting range melebihi ketebalan benda kerja. Range pada uji laminasi sebesar 100.2. Menempatkan probe normal pada block kalibrasi, lalu akan muncul indikasi sinyal. Setting sinyal sesuai dengan ketebalan pada block kalibrasi.3. Menambahkan oli pada permukaan benda kerja agar mengurangi gesekan antara probe dan surface benda kerja supaya getarannya merambat4. Mencari indikasi dengan menggeser probe normal secara perlahan pada surface benda kerja.5. Melihat ketebalan benda kerja sesuai dengan sinyal yang tertera pada pesawat UT. Beri titik indikasi pada benda kerja menggunakan pensil.6. Menggeser probe untuk menemukan titik cacat. Menempatkan probe sehingga muncul 2 sinyal, yaitu sinyal ketebalan asli dan sinyal kedalaman cacat.7. Menemukan titik indikasi dan menghubungkan titik tersebut sehingga terbentuk indikasi cacat

7.5Hasil Pengujian dan PembahasanBerikut adalah Gambar 7.7 menunjukkan spesimen yang telah diuji.32

1

Gambar 7.7 Indikasi cacat spesimen

7.6 PembahasanDari Hasil Pengujian specimen yang telah di lakukan di uji ultrasonic pada specimen E2 didapatkan adanya 3 indikasi setelah menggeser probe pada surface benda kerja dan dilakukan pembacaan sinyal yang nampak pada display .terdapat adanya 3 Indikasi cacat antara lain sebagai berikut : 1. Indikasi 1 , dengan dimensi p = 38.56 mm dan l= 37.89 mm 2. Indikasi 2 , dengan dimensi p = 62.10 mm dan l= 23.44 mm , kedalaman = 19.53 mm3. Indikasi 3 , dengan dimensi p = 22.36 mm dan l = 41.56 mm ,kedalaman = 24.57 mm

7.7 Kesimpulan Dari pengujian Ultrasonic yang dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan. Adapun kesimpulan yang diperoleh sebagai berikut : Teknik gema merupakan teknik yang sering digunakan Untuk mencari cacat pada material dapat dilakukan dengan melihat adanya gelombang pada display pasawat ultrasonik , kemudian dapat mengetahui indikasi , kedalaman dan dimensi dari suatu indikasi tersebut. Dalam pengujian ultrasonic didapatkan adanya 3 Indikasi cacat antara lain sebagai berikut : Indikasi 1 , dengan dimensi p = 38.56 mm dan l= 37.89 mm Indikasi 2 , dengan dimensi p = 62.10 mm dan l= 23.44 mm , kedalaman = 19.53 mm Indikasi 3 , dengan dimensi p = 22.36 mm dan l = 41.56 mm ,kedalaman = 24.57 mm

Daftar Pustaka

1. Harsono, Dr, Ir & T.Okamura, Dr, [1991], Teknologi Pengelasan Logam, PT. Pradya Paramita, Jakarta1. Wachid Suherman, Ir, [1987], Diktat Pengetahuan Bahan, Jurusan Teknik Mesin 1. FTI, ITS1. Dosen Metallurgi, [1986], Petunjuk Praktikum Logam, Jurusan Teknik Mesin FTI, ITS1. M.M. Munir, [2000], Modul Praktek Uji Bahan, Vol 1, Jurusan Teknik Bangunan Kapal, PPNS 1. Budi Prasojo, ST [2002], Buku Petunjuk Praktek Uji Bahan, Jurusan Teknik Permesinan Kapal, PPNS

1 | Ultrasonic Test

Ultrasonic Test | 10