Portable Measurement Instruments TIME: Materi Non Destructive Test

Non- Destructive Test ( Pengujian tak merusak )

Non- Destructive Test (NDT) adalah metode pengkuran atau penghitungan bahan dan struktur bahan tanpa merusak tekstur permukaan bahan, integritas produk dan kegunaan masa depannya. Dalam keadaan tertentu evaluasi bahan dan struktur teknik tanpa merusak sifatnya sangat penting, seperti pengendalian mutu, analisis kegagalan dan pencgahan sistem rekayasa dalam pelayanan.

Bidang NDT adalah bidang studi yang memainkan peran penting dalam memeriksa komponen struktural dan sistem yang menjalankan fungsinya dengan cara yang dapat diandalkan. Guna mencegah kesalahan tertentu seperti kesalahan peralatan yang digunakan , kesalahan metode dan kesalahan operator, Metode NDT menerapkan standar - standar tertentu yang juga bertujuan untuk memastikan kehandalan tes tersebut.

Pengujian dengan metode NDT yang berhasil memungkinkan kita menemukan dan menentukan karakteristik kondisi material dan kekurangan yang mungkin menyebabkan pesawat jatuh, reaktor gagal, kereta api tergelincir, jaringan pipa meledak, dan berbagai peristiwa yang kurang terlihat namun sama-sama membahayakan. Kemampuan operator dalam menafsirkan hasil dan pengetahuan yang cukup luas adalah hal yang sangat penting dalam menggunakan metode ini karena ketelitian dan tingkat keakuratan hasil tes bisa saja berbentuk subjektif.

Metode ini dapat dilakukan pada logam, plastik, keramik, komposit, sermet, dan pelapis untuk mendeteksi retak, rongga internal, rongga permukaan, delaminasi, laminasi cacat yang tidak lengkap dan semua jenis cacat yang dapat menyebabkan kegagalan dini.

Gambar : Metode NDT universal

Adapun teknik - teknik yang digunakan dalam metode NDT universal antara lain :

Inspeksi visual

Inspeksi Visual sangat efektif mendeteksi kekurangan makroskopik, seperti pengelasan yang buruk. Retak kawah, undercutting, inklusi terak, lasan penetrasi tidak lengkap, dan sejenisnya adalah beberapa kesalahan atau kekurangan yang bersifat makroskopik yang terjadi ketika pengelasan. Teknik ini juga cocok untuk mendeteksi kekurangan dalam struktur komposit dan perpipaan dari semua jenis, memeriksa mobil baru sebelum pengiriman, pengelasan atau persendian yang buruk, pengencang atau komponen yang hilang, kekurangan pengencang, komponen yang salah, penyelesaian permukaan yang tidak tepat, delaminasi pada pelapis, retakan besar, rongga, penyok, ukuran yang tidak memadai. Kelemahan dari metode ini, cacat tidak dapat terlihat terlalu jelas, karena hanya berupa titik-titik. Namun metode ini merupakan metode yang paling mudah untuk melihat cacat suatu benda.

Gambar : Inspeksi Visual menggunakan Borescope

Radiografi

Radiografi memiliki kelebihan dibandingkan beberapa proses lainnya karena radiografi tersebut memberikan referensi permanen untuk kesehatan internal objek yang dipotret. X-ray yang dipancarkan dari sumber memiliki kemampuan untuk menembus logam sebagai fungsi dari percepatan tegangan pada tabung pemancar sinar-x. Jika ada kekosongan dalam objek yang dipotret, lebih banyak sinar-x akan berlalu di area itu dan film di bawahnya pada bagiannya akan memiliki eksposur lebih banyak daripada di area yang tidak kosong. Sensitivitas sinar-x secara nominal 2% dari ketebalan bahan. Jadi untuk sepotong baja dengan ketebalan 25mm, kekosongan terkecil yang bisa dideteksi akan berdimensi 0,5 mm. Untuk alasan ini, bagian sering dipotret di bidang yang berbeda. Sebuah celah tipis tidak muncul kecuali sinar-x berlari sejajar dengan bidang 0 retakan. Radiografi gamma identik dengan radiografi sinar-x yang berfungsi. Perbedaannya adalah sumber radiasi elektromagnetik yang menembus yang merupakan bahan radioaktif seperti Co 60. Namun metode ini kurang populer karena bahaya penanganan bahan radioaktif.

Liquid Penetrant Inspection

Pemeriksaan penetrasi cairan (liquid penetrant inspection / LPI) adalah salah satu metode evaluasi nondestruktif yang paling banyak digunakan (NDE). Popularitasnya dapat dikaitkan dengan dua faktor utama, yang relatif mudah digunakan dan fleksibilitasnya. Teknik ini didasarkan pada kemampuan cairan untuk ditarik ke dalam celah permukaan yang "bersih" dengan aksi kapiler.

Metode ini adalah teknik yang murah dan nyaman untuk pemeriksaan cacat permukaan. Keterbatasan teknik penetran cair meliputi ketidakmampuan untuk memeriksa kekurangan permukaan bawah permukaan dan kehilangan resolusi pada bahan berpori. Pengujian penetran cair sebagian besar digunakan pada bahan nonmagnetik yang inspeksi partikel magnetiknya tidak memungkinkan.

Bahan yang biasa diperiksa dengan menggunakan LPI meliputi: Logam (aluminium, tembaga, baja, titanium, dll), kaca, banyak bahan keramik, karet, plastik. Inspeksi penetran cair digunakan untuk memeriksa kekurangan yang merusak permukaan sampel. Beberapa kekurangan ini tercantum di bawah ini; Retakan kelelahan, remah-remah quench yang menggiling retakan, benturan beban dan benturan, porositas, jahitan lap, lubang pin pada lasan, kurangnya fusi atau jalinan di sepanjang tepi garis ikatan.

Magnetic Particles

Pemeriksaan partikel magnetik adalah salah satu metode pengujian nondestruktif yang sederhana, cepat dan tradisional yang banyak digunakan karena kenyamanan dan biaya rendah. Metode ini menggunakan medan magnet dan partikel magnetik kecil, seperti pengarsipan besi untuk mendeteksi kekurangan komponen.

Satu-satunya persyaratan dari sudut pandang kemampuan memeriksa adalah komponen yang diperiksa harus terbuat dari bahan feromagnetik seperti besi, nikel, kobalt, atau beberapa paduannya, karena bahan ini adalah bahan yang dapat dimagnetisasi sampai tingkat yang memungkinkan pemeriksaan menjadi efektif Di sisi lain, sejumlah besar baja struktural yang digunakan dalam rekayasa bersifat magnetis.

Gambar : Magnetic Parcticle Test

Dalam aplikasi yang paling sederhana, yoke elektromagnet diletakkan di permukaan bagian yang akan diperiksa, suspensi pengisian minyak tanah-besi dituangkan ke permukaan dan elektromagnet diberi energi. Jika ada diskontinuitas seperti celah atau cacat pada permukaan bagian, fluks magnetik akan pecah dan tiang selatan dan utara baru terbentuk di setiap sisi diskontinuitas. Kemudian seperti halnya partikel besi yang berserakan di atas magnet yang retak, partikel-partikelnya akan tertarik dan berkerumun di ujung kutub magnet, partikel besi juga akan tertarik pada tepi retakan kutub yang berperilaku magnet.

Kelompok partikel ini jauh lebih mudah dilihat daripada retakan sebenarnya dan ini adalah dasar untuk pemeriksaan partikel magnetik. Untuk kepekaan terbaik, garis gaya magnet harus tegak lurus terhadap cacat.

Eddy Currents Testing

Arus eddy diciptakan melalui proses yang disebut induksi elektromagnetik. Ketika arus bolak-balik diterapkan pada konduktor, seperti kawat tembaga, medan magnet terbentuk di dalam dan sekitar konduktor. Medan magnet ini mengembang seiring arus bolak-balik naik hingga maksimum dan runtuh karena arus berkurang menjadi nol. Jika konduktor listrik lain dibawa ke medan magnet yang berubah ini, arus akan diinduksi pada konduktor kedua ini. Arus ini dipengaruhi oleh sifat material seperti rongga, celah, perubahan ukuran butiran, serta jarak fisik antara koil dan material. Arus ini membentuk impedansi pada koil kedua yang digunakan sebagai sensor. Dalam praktiknya, sebuah probe ditempatkan di permukaan bagian yang akan diperiksa, dan peralatan elektronik memantau arus eddy di bagian pekerjaan melalui probe yang sama. Rangkaian penginderaan adalah bagian dari kumparan pengirim.

Arus eddy dapat digunakan untuk beberapa pekerjaan diantaranya :

Deteksi retak
Pengukuran ketebalan material
Pengukuran ketebalan lapisan
Pengukuran konduktivitas untuk identifikasi material
Deteksi kerusakan panas
Penentuan kedalaman kasus
Pemantauan perlakuan panas.

Beberapa keuntungan dari inspeksi arus eddy meliputi :

Kepekaan terhadap retakan kecil dan cacat lainnya
Kemampuan untuk mendeteksi permukaan dan kekurangan permukaan dekat
Hasil langsung
Peralatan portabel
Kesesuaian untuk berbagai aplikasi
Persiapan bagian minimum
Tidak perlu menghubungi bagian yang diperiksa
Kemampuan untuk memeriksa bentuk dan ukuran kompleks dari bahan konduktif

Beberapa keterbatasan pemeriksaan arus eddy :

Penerapan hanya pada bahan konduktif
Kebutuhan untuk permukaan yang mudah diakses ke probe
Gangguan pribadi yang terampil dan terlatih
Kemungkinan gangguan permukaan dan kekasaran
Kebutuhan akan standar referensi untuk penyiapan
Kedalaman penetrasi yang terbatas
Ketidakmampuan untuk mendeteksi kekurangan yang ada sejajar dengan Probe coil winding dan probe scan direction.

Inspeksi ultrasonik

Ultrasonic Testing (UT) menggunakan energi suara frekuensi tinggi untuk melakukan pemeriksaan dan melakukan pengukuran. Inspeksi ultrasonik dapat digunakan untuk deteksi cacat yang saya evaluasi, pengukuran dimensi, karakterisasi material, dan banyak lagi.

Sistem inspeksi UT yang khas terdiri dari beberapa unit fungsional, seperti :

Pulser / receiver
Transduser
Perangkat display

Sebuah pulser / receiver adalah perangkat elektronik yang bisa menghasilkan pulsa listrik tegangan tinggi. Didorong oleh pulser, transduser berbagai jenis dan bentuk menghasilkan energi ultrasonik frekuensi tinggi yang beroperasi berdasarkan teknologi piezoelektrik dengan menggunakan kuarsa, litium sulfat, atau berbagai keramik. Sebagian besar inspeksi dilakukan pada frekuensi berdering 1 sampai 25MHz. Kupon digunakan untuk mentransmisikan gelombang ultrasonik dari transduser ke bagian uji; Pujian khas adalah air, minyak, gliserin dan minyak.

Energi suara diperkenalkan dan menyebar melalui material dalam bentuk gelombang dan tercermin dari permukaan yang berlawanan. Cacat internal seperti retak atau void mengganggu propagasi gelombang dan mencerminkan kembali sebagian gelombang ultrasonik. Amplitudo dari energi dan waktu yang dibutuhkan untuk kembali menunjukkan adanya dan lokasi kekurangan pada bagian pekerjaan.

Metode pemeriksaan ultrasonik memiliki daya tembus dan kepekaan yang tinggi. Hal ini dapat digunakan dari berbagai arah untuk memeriksa kekurangan pada bagian besar, seperti bejana pengatur roda rel dan blok mati. Metode ini membutuhkan personil yang berpengalaman untuk melakukan pemeriksaan dengan benar dan menafsirkan hasilnya secara benar.

Sebagai metode NDT yang sangat berguna dan serbaguna, metode inspeksi ultrasonik memiliki keuntungan sebagai berikut :

Sensitivitas terhadap diskontinuitas permukaan dan bawah permukaan
Kedalaman penetrasi yang superior untuk deteksi atau pengukuran cacat
Kemampuan akses satu sisi untuk teknik echo-pulsa
Akurasi tinggi dalam menentukan posisi reflektor dan perkiraan ukuran dan bentuk
Persiapan bagian minimal
Hasil seketika dengan elektronik Peralatan
Pencitraan rinci dengan sistem otomatis
Kemungkinan untuk kegunaan lain seperti pengukuran ketebalan

Namun UT juga memiliki beberapa keterbatasan, yakni :

Kebutuhan untuk permukaan yang mudah diakses untuk mengirimkan ultrasound,
Keterampilan dan pelatihan yang luas
Persyaratan untuk media penggandengan untuk mempromosikan transfer energi suara ke dalam spesimen uji
Batas kekasaran, ketidakteraturan bentuk, kekeruhan, ketebalan atau tidak homogenitas
Kesulitan untuk memeriksa bahan-bahan berbutir kasar Karena transmisi suara rendah dan kebisingan sinyal tinggi
Kebutuhan cacat linier untuk diorientasikan sejajar dengan balok suara,
Kebutuhan akan standar acuan untuk kedua kalibrasi peralatan
Karakterisasi kekurangan.

Acoustic emisson

Teknik ini biasanya dilakukan dengan menekan bagian atau struktur secara elastis, misalnya ; menekuk balok, menerapkan torsi ke poros, atau menekan bejana dan memantau respons akustik yang dipancarkan dari bahan.

Selama perubahan struktural material seperti deformasi plastis, inisiasi retak, dan propagasi, transformasi fasa, reorientasi ulang batas butir, pembentukan gelembung selama mendidih dalam kavitasi, gesekan dan keausan antarmuka geser, adalah sumber sinyal akustik.

Emisi akustik dideteksi dengan sensor yang terdiri dari elemen keramik piezoelektrik. Metode ini sangat efektif untuk pengawasan berkelanjutan terhadap struktur bantalan beban.

Acoustic impact technique

Teknik ini terdiri dari mengetuk permukaan suatu benda dan mendengarkan dan menganalisa sinyal untuk mendeteksi diskontinuitas dan kekurangan. Prinsipnya pada dasarnya sama seperti ketika satu keran dinding, desktop atau meja di berbagai lokasi dengan jari atau palu dan mendengarkan suara yang dipancarkan. Roda penggiling vitrifikasi diuji dengan cara yang sama untuk mendeteksi celah pada roda yang mungkin tidak terlihat dengan mata telanjang. Teknik ini mudah dilakukan dan bisa diinstruksikan dan otomatis. Namun, hasilnya bergantung pada geometri dan massa bagian sehingga standar referensi diperlukan untuk mengidentifikasi kekurangan.