Modul F Uji Tak Rusak : Ultrasonic Test dan Coating Thickness Measurement Test

8/18/2019 Modul F Uji Tak Rusak : Ultrasonic Test dan Coating Thickness Measurement Test

1/15

Laporan Akhir Praktikum

Laboratorium Teknik Material 3

Modul F Uji Tak Rusak : Ul trasonic Thi ckness dan Coati ng Thi ckness

Measurement Test

Oleh :

Nama : Surya Eko Sulistiawan

NIM : 13713054

Kelompok : 3

Anggota (NIM) : Adam Dwiputra Tanjung (13713039)

Waras Septiana (13713048)

Muhammad Adib H. (13713052)

Irza Aulia Zaim (13712006)

Tanggal Praktikum : 13 April 2016

Tanggal Penyerahan Laporan : 18 April 2016

Nama Asisten (NIM) : Annisa Dila Frida (13712001)

Laboratorium Metalurgi dan Teknik Material

Program Studi Teknik Material

Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara

Institut Teknologi Bandung

2016


2/15

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sebelum diproduksi massal, produk-produk material hasil pengecoran,

pengelasan, pelapisan dan lainnya perlu diinspeksi terlebih dahulu untuk

mengetahui sifat-sifat mekanik maupun kandungan impuritinya. Proses inspeksi

material secara umum terdiri dari pengujian merusak dan pengujian tak merusak.

Pengujian merusak ditandai dengan specimen yang tidak bisa dipakai lagi

ketika selesai pengujian sedangkan pada pengujian tak merusak specimen masih

dapat dipakai tanpa menimbulkan kerusakan yang berarti pada struktur material

tersebut. Salah satu aplikasi pengujian tak merusak yaitu untuk mengukur

ketebalan specimen dan ketebalan lapisan coating .

1.2 Tujuan Praktikum

1. Menentukan ketebalan specimen steel , 316L dan aluminium dengan

menggunakan UT dan jangka sorong

2. Menentukan ketebalan coating specimen dengan menggunakan UT dan

mikroskop optik


3/15

BAB II

DASAR TEORI

Pengujian merusak merupakan pengujian pada material yang bersifat merusak dan

specimen uji tidak dapat digunakan lagi. Sedangkan pengujian tak merusak ialah

pengujian pada material yang bersifta tidak merusak sehingga specimen uji masih

dapat digunakan lagi.

NDT (Non Destructive Test) merupakan teknik pengujian yang menggunakan

prinsip tidak merusak spesimen uji dan berfungsi untuk mengetahui cacat, ketebalan

dan sifat yang berada dalam suatu material. Salah satu jenis NDT adalah Ultrasonic

Test.

Berikut merupakan jenis – jenis metode NDT :

a. Magnetic Particle Test

adalah metode pengujian NDT untuk

mendeteksi permukaan dan sub-

permukaan yang tidak kontinu dalam

bahan besi.

b.

Dye Penetrant

metode ini tergolong ekonomis, serbaguna dan tidak

membutuhkan skill tertentu dibandingkan metode

NDT lainnya.

c. Eddy Current

Metode ini menggunakan prinsip "elektromagnetisme" sebagai dasar untukmelakukan pemeriksaan. Eddy Current diciptakan melalui proses yang disebut

induksi elektromagnetik.

d. Radiography Testing

Gambar 2.1 Prinsip Magnetic Particle Test

Gambar 2.2 Dye Penetrant


4/15

prinsip dasarnya yaitu radiasi sinar X atau sinar gamma dan menembus

melalui benda padat dan ke sebuah film fotografi.

Gelombang ultrasonic merupakan gelombang mekanik seperti halnya gelombang

suara dimana frekuensinya lebih besar dari 20 kHz. Gelombang tersebut dapat

dihasilkan dari sebuah probe (material yang tersusun dari kristal bersifat

piezoelectric) yang bekerja berdasarkan perubahan energi listrik menjadi energi

mekanik. Selama perambatannya di material, gelombang US dipengaruhi oleh sifat-

sifat material yang dilaluinya seperti massa jenis, homogenitas, besar butiran,

kekerasan dan lainnya.

Gelombang ultrasonik sifatnya dapat dipantulkan dan dibiaskan oleh permukaan

batas antara 2 medium atau material yang berbeda. Pembiasan terjadi karena

perbedaan cepat rambat gelombang.

Gelombang ultrasonik (US) merupakan gelombang mekanik yang memiliki

frekuensi lebih dari 20 kHz. Ada empat jenis gelombang mekanik, yaitu:

1. Gelombang longitudinal

Pada gelombang longitudinal, arah osilasi atau pergerakan partikel searah

dengan arah perambatan gelombang. Gelombang ini dapat merambat di medium

padat, cair dan gas.

2. Gelombang transversal

Gambar 2.3 Gelombang Longitudinal

Gambar 2.4 Gelombang Transversal


5/15

Partikel berosilasi dalam arah tegak lurus terhadap arah perambatan

gelombang. Gelombang ini hanya dapat merambat pada medium padat.

Kecepatan rambat gelombang transversal lebih rendah daripada gelombang

longitudinal.

3. Gelombang Rayleigh

Gelombang Rayleigh merambat di permukaan material padat yang relatif

tebal, dengan penetrasi berjarak 1 panjang gelombang. Gelombang ini

merupakan kombinasi gelombang longitudinal dan transversal sehingga

menghasilkan gerakan partikel yang elips. Gelombang Rayleigh dihasilkan

ketika gelombang longitudinal menembus permukaan pada sudut sedikit lebih

besar daripada sudut kritis.

4. Gelombang Lamb

Gelombang Lamb mirip dengan gelombang Rayleigh, tetapi hanya bisa

merambat di material yang relatif tipis.

Adanya permukaan yang keberadaanya tidak tegak lurus terhadap arah rambatan

gelombang lebih sulit untuk diperiksa. Oleh karena itu terdapat suatu probe yang

dapat mengeluarkan gelombang yang arah rambatnya membuat sudut tertentu

terhadap permukaan yang diperiksa. Jenis-jenis probe adalah:

1. Direct probe

2. Angle probe

Gambar 2.5 Gelombang Rayleigh

Gambar 2.6 Gelombang Lamb


6/15

3. Straight beam transducer

Untuk memeriksa tebal dan keberadaan cacat maka digunakan tiga buah metode,

yaitu:

1. Teknik Resonansi

ketebalan material diukur dengan pengukuran panjang gelombang yang akan

menghasilkan resonansi maksimal. Bila terdapat cacat maka akan terjadi

perubahan resonansi.

2. Teknik Transmisi

bila pada material terdapat cacat maka akan ada penurunan intensitasgelombang ultrasonic yang diterima oleh probe penerima.

3. Teknik Gema atau Pulsa-gema (pulse-echo)

Pada teknik ini gelombang yang merambat pada benda uji akan memantul

karena menyentuh bagian tepi benda uji atau cacat pada material. Gelombang

yang memantul akan diterima oleh probe. Maka didapatkan waktu selama

gelombang merambat. Dengan tambahan data berupa cepat rambat gelombang

pada material maka ketebalan atau lokasi (kedalaman) cacat dapat diketahui.


7/15

BAB III

DATA PENGAMATAN

4.1 Data Pengamatan US Thickness Measurement Test

Alat US : Deflekso Blok Kalibrasi :

Probe normal Tunggal : 10.5 mm Tipe : Positector UTG

Mode Gema : Pulse-Echo Frekuensi : 5 MHz

Couplant : Propylene-Glycol

4.2 Data Pengamatan US Coating Thickness Measurement Test

Alat US : Deflekso CTRS : Hitam 255 mikron

Probe Normal Tunggal : 16 mm Tipe : Prolektor 6000

Mode Gema : Pulse-Echo Frekuensi : 5 MHz

Couplant : -


8/15


9/15

BAB IV

ANALISIS DATA

Praktikum modul Uji Tak Rusak ini bertujuan untuk menentukan ketebalan

pelat steel,316L dan aluminium dengan menggunakan bantuan jangka sorong dan

Ultrasonic Test serta menentukan ketebalan lapisan coating specimen dengan bantuan

Ultrasonic Test dan mikroskop optic. Data yang diperoleh berupa data kalibrasi,

ketebalan specimen dari hasil pengukuran menggunakan jangka sorong dan

ultrasonic test serta ketebalan lapisan coating dari hasil pengukuran menggunakan

Ultrasonic Test dan mikroskop optic. Dari data-data tersebut, ketebalan specimen

maupun coating dapat dibandingkan dengan parameter dua metode yang berbeda.

Sebelum melakukan pengujian, alat ultrasonic dikalibrasi dengan bantuan blok

kalibrasi. Selisih tebal kalibrasi antara metode manual dengan US sebesar 0.102 mm.

Karena selisih tebal kalibrasi yang cukup kecil maka alat US dapat digunakan.

Preparasi lainnya yaitu mengoleskan kuplan ke permukaan specimen yang akan diuji.

Tujuan dioleskannya kuplan yaitu menghindari gelombang US terefleksi dan

terscattering sehingga memperbesar transmisi gelombang US ke specimen.

Pengujian US ini menggunakan satu probe yang terdiri dari dua transducer,

yaitu transmitter dan receiver. Fungsi transmitter yaitu memancarkan gelombang US

ke specimen sedangkan fungsi receiver yaitu menangkap gelombang tersebut.

Hasil pengukuran ketebalan specimen steel , 316L dan aluminium

menunjukkan bahwa ketebalan specimen steel dan 316L yang diukur dengan

menggunakan jangka sorong lebih besar daripada ketebalan specimen yang diukur

dengan UT pada semua lima titik yang diuji. Sedangkan untuk specimen aluminium,

meskipun nilai rata-rata ketebalan yang diukur dengan UT lebih besar daripada

jangka sorong dan pada lima titik yang diuji trend nya berubah-ubah namun selisih

pada masing-masing lima t itik tersebut cukup kecil, yakni dibawah 0.1 mm sehingga

ketebalan aluminium yang diperoleh dari kedua metode tersebut cukup akurat.

Surya Eko 13713054


10/15

Adanya perbedaan ketebalan specimen terutama pada steel dan 316L

disebabkan oleh preparasi dan proses selama pengujian baik dengan metode UT

maupun dengan jangka sorong yang kurang teliti serta kemungkinan adanya

microcrack .

Ketika menggunakan metode UT, kerataan kuplan dan permukaan spesimen,

minim getaran dan minim crack sangat diperlukan untuk menjamin hasil yang lebih

akurat. Kuplan yang tidak rata menyebabkan gelombang yang ditransmisikan tidak

seragam sehingga menginisiasi terjadinya atenuasi, yaitu melemahnya sinyal akibat

jarak yang semakin jauh yang ditempuh sinyal tersebut. Adanya getaran dari luar bisa

mengakibatkan probe bergetar dan berpindah lokasi sehingga intensitas gelombang

yang ditangkap oleh receiver kurang akurat. Adanya microcrack juga dapat

mengurangi ketelitian karena waku yang ditempuh oleh US lebih singkat dan tidak

mencapai sisi lain permukaan specimen. Sedangkan ketika menggunakan jangka

sorong, kerataan permukaan specimen dan pengukuran yang sejajar dengan

permukaan specimen (tidak miring) diperlukan untuk menjamin hasil yang lebih

akurat. Pada praktikum ini, praktikan kurang memerhatikan kerataan kuplan dan

adanya getaran serta ada specimen yang permukaanya tidak rata sehingga hasil yang

diperoleh kurang teliti.

Hasil pengukuran ketebalan coating pada specimen abu-abu dan hitam

menunjukkan bahwa secara umum ketebalan coating specimen abu-abu yang diukur

dengan menggunakan UT lebih besar daripada ketebalan specimen yang diukur

dengan mikroskop optik sedangkan ketebalan coating specimen hitam yang diukur

dengan menggunakan UT lebih kecil daripada ketebalan specimen yang diukur

dengan mikroskop optic.

Adanya perbedaan ketebalan coating ini disebabkan oleh beberapa hal, seperti

ketebalan coating yang tidak rata, adanya cacat dan getaran serta kekurangtelitian

praktikan dalam pengambilan data. Ketebalan coating yang tidak rata bisa disebabkan


11/15

oleh proses pelapisan yang kurang baik maupun akibat adanya goresan dan aus

selama penggunaan. Ketebalan coating yang tidak seragam menimbulkan kesulitan

ketika membandingkan hasil pengukuran dengan dua metode yang berbeda.

Kekurangtelitian praktikan pada percobaan ini antara lain penggunaan probe yang

kurang baik dan masih kurang tahu gambar lapisan coating dalam mikroskop optic.


12/15

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Ketebalan specimen steel, 316L dan aluminium dengan menggunakan bantuan

UT yaitu sebesar 4.432 mm, 11.9 mm dan 38.18 mm sedangkan ketebalan

specimen dengan menggunakan bantuan jangka sorong sebesar 4.62 mm,

12.21 mm dan 38.142 mm.

2. Ketebalan lapisan coating pada specimen abu-abu dan hitam dengan

menggunakan bantuan UT yaitu sebesar 188.8 mm dan 231.6 mm sedangkanketebalan coating specimen dengan menggunakan bantuan mikroskop optic

sebesar 80.514 mm dan 256.356 mm.

5.2 Saran

Spesimen yang digunakan untuk megukur ketebalan perlu dilihat di bawah

mikroskop optik untuk mengetahui kehomogenan ketebalannya.


13/15

DAFTAR PUSTAKA

1. R, Suratman, Catatan Kuliah “MT5009-Pengujian Tidak Merusak” Teknik

Material, Institut Teknologi Bandung, 2011

2. Modul Training, “NDT Level 1 (UT-MT-PT)”, B4T-TC Kementrian

Perindustrian RI, 2014

3. Callister, W.D., “ Materials Science and Engineering: An Introduction”, 2000,

New York: John Wiley and Sons.

LAMPIRAN

Tugas Setelah Praktikum

1. Berapakah kecepatan rambat gelombang US longitudinal dan transversal pada

material baja, aluminium, tembaga, dan plastik (secara umum)?

2. Jika permukaan suatu BU tidak rata atau bergelombang, dapatkah metoda US

mengukur ketebalan suatu material dengan teliti? Jelaskan!

3. Sebutkan jenis-jenis dari kuplan! Apakah fungsi dari kuplan pada pemeriksaan

ketebalan suatu material dengan metoda UT?

4.

Sebutkan keunggulan dan kelemahan alat UT dalam hal pengukuran ketebalan

coating suatu material!

5. Dapatkah metoda UT ini digunakan untuk memeriksa pada komponen-komponen

yang bekerja pada temperatur tinggi? Jelaskan!

6.

Studi kasus: Terkait pengukuran ketebalan pipa, jika suatu pipa berdiameter luar

20 in. (500 mm) atau kurang dari 20 in. (500 mm), dapatkah kalibrasi yang

dilakukan cukup dengan SRB pada sisi yang datar atau flat saja? Jelaskan!

Jawab :

1. Baja = 5890 m/s (longitudinal), 3230 m/s (transversal), Aluminium = 6320 m/s

(longitudinal), 3130 m/s (transversal), Tembaga = 4660 m/s (longitudinal), 2330

m/s (transversal), Plastik = 2080 m/s (longitudinal), tidak diketahui (transversal)


14/15

2. Tidak, karena jika gelombang ultrasonik memasuki bidang dengan sudut berbeda

dari garis normal, maka jarak yang ditempuh gelombang tersebut akan lebih jauh.

3. Jenis-jenis kuplan: Air, oli, solid lubricant (gemuk). Fungsi kuplan: menghindari

gelombang US terefleksi dan terscattering sehingga memperbesar transmisi

gelombang US ke specimen

4. Keunggulan : penetrasi ketebalan paling tinggi disbanding metode lain, pengujian

cepat, preparasi sampel mudah, portable dan otomatis.

Kelemahan : membutuhkan kuplan, sulit untuk specimen yang tipis dan kecil,

perlu standar kalibrasi

5.

Tidak, karena pada temperatur tinggi terjadi grain growth yang menyebabkan

ukuran butir membesar. Ukuran butir yang besar menghasilkan transmisi

gelombang US sangat lemah dan tingkat kebisingan yang tinggi sehingga hasilnya

kurang akurat.

6. Untuk pengukuran ketebalan pipa, kalibrasi pada bagian yang melengkung,

ditunjukan oleh huruf A karena intensitas gelombang ultrasonic yang dipantulkan

akan terpengaruh.

Tugas Tambahan

1. Jelaskan mengenai b scan dan c scan

2. Jelaskan mengenai jenis-jenis probe

Jawab :

1. B-scan merupakan penyajian data UT berupa profil penampang specimen. Sumbu

Y berupa waktu tempuh energy gelombang dan sumbu X merupakan posisi linear

transducer. Di b-scan, kedalaman reflector dan dimensi linearnya dapat dicari.


15/15

C-scan merupakan penyajian data UT berupa lokasi dan ukuran specimen. C scan

dihasilkan dari system akuisisi data otomatis dan menghasilkan gambar yang

mengandung refleksi dan scattering suara pada permukaan benda uji.

2. Probe kontak langsung :

Probe single : jenis probe yang transmitter ( penghasil gelombang) dan receiver

(penerima gelombang) menjadi satu.

Probe double : jenis probe yang transmitter (penghasil gelombang) dan receiver

(penerima gelombang) terpisah.

Probe imersi : probe yang diletakkan di permukaan air atau dengan kata lain

probe ini jaraknya jauh terhadap benda kerja.

Jenis probe yang lain :

Angle beam probe : gelombang suara berjalan dengan waktu tempuh dan path

yang panjang namun intensitas awal tidak terlihat di grafik.

Documents

Modul F Uji Tak Rusak : Ultrasonic Test dan Coating Thickness Measurement Test