MODUL

PENGEMBANGAN MATERI PEMBELAJARAN

MATA KULIAH TEORI NDT

Disusun Oleh :

Mohammad Thoriq Wahyudi, ST.,MM.

Hendri Budi Kurniyanto, S.ST., MT.

ADB LOAN NO. 2928-INO

POLYTECHNIC EDUCATION DEVELOPMENT PROJECT

PROGRAM STUDI D4 TEKNIK PENGELASAN

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

2015

i

HALAMAN PENGESAHAN

1. Identitas Buku Ajar Teori Pendukung

a. Judul Materi Pembelajaran :Pengembangan Media Pembelajaran Teori

NDT

b. Matakuliah/Semester :Teori NDT

c. SKS (T/P)/Jam (T/P) :2 (T) / 4 (T)

d. Program Studi :Teknik Pengelasan

e. Kode Matakuliah : 607303 A

2. Penulis

a. Nama :Mohammad Thoriq Wahyudi, ST.,MM

b. NIDN :0003086001

c. Jabatan Fungsional :Lektor

d. Jabatan Struktural :Kepala Laboratorium Uji Bahan

e. Program Studi :Teknik Pengelasan

f. Alamat Institusi :Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya

Jalan Teknik Kimia, ITS Sukolilo Surabaya

60111

g. Telpon/ Faks/E-mail :031-5942887

Surabaya, 31 Maret 2016

Mengetahui,Ketua Program Studi, Penulis,

Ruddianto, ST.,MT Mohammad Thoriq Wahyudi, ST.,MM

Menyetujui,Direktur Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya

Ir. Eko Julianto, M.Sc.,MRINA

ii

KATA PENGANTAR

Assalamu ‘alaikum Wr. Wb

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-NYA, atas

sesesainya penyusunan modul ajar teori NDT. Tujuan dari penyusunan modul ini

adalah untuk mempermudah mahasiswa dalam memahami secara komperhensif

tentang uji tidak merusak berdasarkan standard atau code tertentu terutama ASME

sehingga mereka dapat mengaplikasikannya saat pratek di semester berikutnya.

Penyusun mengucapkan terima kasih kepada rekan-rekan yang telah membantu dalam menyelesaikan modul ajar teori NDT ini. kami menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan ini sehingga saran dan masukan yang konstruktif sangat kami harapkan.

Wassalamu ‘alaikum Wr. Wb

Surabaya, Maret 2016

Penyusun

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN....................................................................................... i

KATA PENGANTAR..................................................................................................ii

DAFTAR ISI............................................................................................................... iii

UJI VISUAL.................................................................................................................1

1.1 Umum.............................................................................................................1

1.1.1 Dasar-Dasar Pengujian Visual................................................................1

1.2 Peralatan Pengujian Visual.......................................................................... 11

1.2.1 Borescopes.................................................................................................11

1.2.2 Fiberscope..................................................................................................12

1.2.3 Penggaris....................................................................................................13

1.2.4 Jangka (calipers)........................................................................................14

1.2.5 Alat Ukur Mekanis (micrometers).............................................................15

1.2.6 Alat Ukur Las (weld gages).......................................................................16

1.2.7 Lensa Pembesar......................................................................................... 17

1.2.8 Cermin....................................................................................................... 18

1.2.9 Automated Systems................................................................................... 18

1.2.10 Computer Based Systems........................................................................ 18

1.2.11 Imaging Systems......................................................................................19

1.2.12 Special Optical Systems.......................................................................... 20

1.2.13 Closed Circuit Television........................................................................ 20

1.3 Prosedur....................................................................................................... 21

1.3.1 Pencahayaan.............................................................................................. 21

1.3.2 Persyaratan Umum.....................................................................................21

1.3.2 Urutan Pengujian....................................................................................... 21

1.4 Evaluasi........................................................................................................23

1.4.1 Berdasarkan ASME Section I (PW-33 & PW-35).................................... 23

1.4.2 Berdasarkan ASME Section VIII Div.1 (UW-33 & UW-35)....................24

iv

1.4.3 Berdasarkan API 1104...............................................................................25

1.4.4 Berdasarkan AWS D1.1.............................................................................26

1.5 Reporting......................................................................................................27

UJI PENETRAN.........................................................................................................29

2.1 Umum............................................................................................................... 29

2.2 Alat dan Bahan................................................................................................. 32

2.2.1 Peralatan Pengujian Penetrant................................................................... 32

2.2.2 Bahan / Material pengujian Penetrant........................................................33

2.3 Tahapan Pengujian............................................................................................35

2.3.1 Surface Preparation...................................................................................35

2.3.2 Aplikasi Cairan Penetrant.......................................................................... 35

2.3.3 Pembersihan Penetrant Sisa.......................................................................36

2.3.4 Aplikasi Developer.................................................................................... 40

2.3.5 Interpretasi dan Evaluasi Indikasi..............................................................41

2.3.6 Pembersihan Akhir.................................................................................... 42

2.4 Prosedur............................................................................................................ 47

2.4.1 Teknik Untuk Temperatur Pengujian Standard................................... 48

2.4.2 Teknik Untuk Temperatur Pengujian Nonstandard.............................49

2.5 Evaluasi........................................................................................................50

2.6 Reporting......................................................................................................50

UJI MAGNETIK PARTIKEL....................................................................................51

3.1 Umum............................................................................................................... 51

3.2 Alat dan Bahan................................................................................................. 56

3.2.1 Peralatan Pengujian Partikel Magnet.........................................................56

3.2.2 Material atau Bahan Pengujian Partikel Magnet....................................... 58

3.3 Persyaratan Arus Magnetisasi...........................................................................60

3.3.1 Magnetisasi Melingkar.............................................................................. 60

3.3.1 Magnetisasi Memanjang............................................................................63

3.4 Tahapan dan Prosedur Pengujian......................................................................66

v

3.4 Evaluasi.............................................................................................................70

3.5 Reporting.......................................................................................................... 70

UJI ULTRASONIK.................................................................................................... 71

4.1 Umum............................................................................................................... 71

4.2 Peralatan Ultrasonik..........................................................................................75

4.2.1 Peralatan Ultrasonik Pulse Echo................................................................75

4.2.2 Peralatan Ultrasonik Through Transmission............................................. 76

4.2.3 Transducer................................................................................................. 77

4.2.4 Blok Standard............................................................................................ 81

4.3 Prosedur............................................................................................................ 83

4.3.1 Metoda Scanning....................................................................................... 83

4.3.2 Koreksi Amplitudo Jarak (DAC)...............................................................85

4.3.3 Kalibrasi.....................................................................................................87

4.4 Pengujian.......................................................................................................... 90

4.4.1 Pemeriksaan Cacat Laminasi Menggunakan Probe Normal..................... 90

4.4.2 Pemeriksaan Sambungan Las Menggunakan Probe Sudut........................90

4.5 Reporting.......................................................................................................... 93

UJI RADIOGRAFI.....................................................................................................94

5.1 Umum............................................................................................................... 94

5.2 Alat dan Bahan................................................................................................. 96

5.2.1 Source........................................................................................................ 96

5.2.2 Film Radiografi..........................................................................................99

5.2.3 Screens.....................................................................................................100

5.2.4 Holder dan Cassette................................................................................ 102

5.2.5 Image Quality Indicator (IQI)................................................................. 102

5.2.6 Viewer...................................................................................................... 105

5.2.7 Densitometer dan Step Wedge Comparison Film....................................105

5.2.8 Step Wedge Calibration Film.................................................................. 106

5.3 Prosedur.......................................................................................................... 106

vi

5.3.1 Perlindungan Terhadap Radiasi..............................................................106

5.3.2 Surface Preparation.................................................................................106

5.3.3 Film Identification................................................................................... 107

5.3.4 Source (Sumber radiasi).......................................................................... 107

5.3.5 Pemilihan dan Peletakan Wire IQI.......................................................... 107

5.3.6 Marker Lokasi..........................................................................................108

5.3.7 Source to Object Distance (SOD)............................................................109

5.3.8 Teknik Exposure......................................................................................110

5.3.9 Waktu Paparan (Exposure Time)............................................................. 113

5.3.10 Film Processing..................................................................................... 114

5.4 Kalibrasi..........................................................................................................116

5.4.1 Step Wedge Calibration Film................................................................. 116

5.4.2 Densitometer............................................................................................116

5.4.2 Step Wedge Comparison Film................................................................. 116

5.5 Evaluasi Film Radiografi................................................................................117

5.5.1 Artifak Film Radiografi........................................................................... 117

5.5.2 Unsharpness Geometris (Ug)...................................................................117

5.5.3 Batasan Densitas......................................................................................118

5.5.4 Batasan Variasi Densitas......................................................................... 118

5.5.5 Sensitivitas...............................................................................................118

5.5.6 Excessive Backscatter..............................................................................119

5.5.7 Acceptance Criteria................................................................................. 119

5.6 Keselamatan Kerja Radiasi.............................................................................121

5.7 Reporting........................................................................................................ 123

LAMPIRAN 1.......................................................................................................... 124

LAMPIRAN 2.......................................................................................................... 125

LAMPIRAN 3.......................................................................................................... 126

LAMPIRAN 4.......................................................................................................... 128

RANCANGAN ALAT BANTU AJAR................................................................... 131

DAFTAR PUSTAKA...............................................................................................133

vii

1

BAB 1UJI VISUAL

1.1 Umum1.1.1 Dasar-Dasar Pengujian Visual

Visual test (VT) merupakan teknik pemeriksaan yang paling banyak digunakan,

seringkali penglihatan (mata)seorang inspektor merupakan satu-satunya peralatan

yang dipakai untuk pemeriksaan. VT hampir dapat diaplikasikan pada semua jenis

material pada semua tahapan manufaktur pada semua usia pakai suatu komponen

atau struktur. Agar pengujian VT berhasil disyaratkan pencahayaan yang memadai

dan penglihatan inspektor yang baik. Jika akases terhadap daerah tertentu dari benda

yang diuji terbatas dapat digunakan alat bantu seperti borescope, fiberscope,

videoscope dan CCTV untuk melakukan VT jarak jauh.

a) Penglihatan

Indera penglihatan atau mata seorang inspektor merupakan bagian terpenting

dalam VT. Mata adalah organ tubuh yang komplek, tersusun dari banyak

bagian yang semuanya harus berfungsi dengan benar agar pengujian yang

baik dapat dialkukan. Bagian-bagian mata dapat dilihat pada Gambar 1.1

Gambar 1.1 Anatomi Mata Manusia

Cahaya yang memasuki mata akan melalui lapisan tembus pandang di dalam

kornea dimana terjadi senagian besar pembiasan cahaya. Cahaya selanjutnya

memalui iris, membran tipis berwarna yang mengendalikan jumlah cahaya yang

2

melalui mata. Iris adalah lensa kristal yang dapat berubah bentuk untuk

memfokuskan cahaya pada retina dibagian belakang bola mata. Untuk

mempertahankan bentuknya, bola mata terisi gel bening yang disebut vitreous humor.

Retina tertutup oleh sel-sel khusus dinamakan rod dan cone, yang mengubah cahaya

masuk menjadi impuls-impuls syaraf melalui proses fotokimia. Impuls-impuls syaraf

ini berjalan menuju otak melalui syaraf mata dimana terjadi proses decoding.

Penglihatan dapat berkurang akibat kegagalan fungsi dari salah satubagian

mata. Glaucoma, yaitu peningkatan tekanan fluida di dalam mata dapat

menghasilkan sedikit penyimpangan penglihatan atau bahkan kebutaan. Myopia,

hyperopia dan astigmatisma terjadi apabila cahaya difokuskan pada sebuah bidang

selain bidang retina mata. Dengan bertambahnya usia mata, lensa kristal akan

kehilangan kelenturannya untuk memfokuskan cahayadan dapat terjadi katarak.

Untuk menjamin bahwa seorang inspektor memiliki penglihatan yang baik,

ujian penglihatan dilakukan secara berkala untuk memverifikasi ketajaman

penglihatan, pemahaman penglihatan dan pembedaan warna. Seseorang yang

didiagnosa penyimpangan penglihatan yang diperbaiki dengan memakai kaca mata

akan disyaratkan untuk memeaki kaca mata itu selama melakukan pengujian visual.

b) Pemahaman Penglihatan

Pemahaman penglihatan adalah perbandingan dari apa yang dilihat oleh mata

dengan apa yang dilihat oleh pikiran. Walaupun tersedia sejumlah besar informasi

yang tersedia pada sembarang citra yang diberikan, yang diarahkan ke retina, hanya

sedikit persentase yang dipakai untuk pengenalan detil. Hal tersebut dikarenakan

keseluruhan dari cara kerja sistem penglihatan manusia. Mata tidak lebih dari

sekedar penerima yang mengumpulkan dan memfokuskan informasi yang datang

yang dibawa oleh foton, sedangkan otak mengambil dan memproses informasi yang

disediakan menjadi suatu citra yang akan diinterpretasi.

c) Pencahayaan

Untuk mengerti pentingnya pencahayaan dalam suatu lingkungan pemeriksaan,

perlu untuk mengetahui dasar-dasar cahaya, bagaimana cahaya diukur dan tingkat

pencahayaan yang disarankan untuk melalkukan pemeriksaan. Ada beberapa teori

3

yang menguraikan fonomena energi radian, teori gelombang dan kuantum adalah

yang paling banyak diterima. Teori gelombang menyakan bahwa radiasi berasal dari

pertikel bermuatan yang dipercepat (elektron-elektron yang bergetar) yang merambat

melalui ruang dan waktu dalam bentuk pergerakan seperti gelombang. Teori

kuantum dikembangkan melalui fisika medern menyatakan bahwa energi

dipancarkan dan diserap dalam bentuk kuanta atau paket energi (foton) tersendiri.

Kedua model tersebut didasarkan pada perpindahan energi tak bermassa, tak

bermuatan pada kecepatan 3 x 1010 cm/detik, masing-masing menyatakan kejelasan

yang berbeda mengenai interaksi cahaya dengan benda.

Cahaya tampak, energi yang menstimulasi sel penerima cahaya pada mata

manusia, umumnya didefinisikan sebagai energi dalam rentang panjang gelombang

380-770 nm. Cahaya tampak memperlihatkan kedua sifat sebagai model gelombang

dan model kuantum.

Spektrum elektromagnetik adalah cara yang mudah untuk menggambarkan secara

grafis radiasi-radiasi elektromagnetik. Ia didasarkan pada model teori gelombang

spektum elektromagnetik mencakup rentang energi dari sinar kosmis dengan panjang

gelombang sangat pendek hingga gelombang listrik dengan pangjang gelombang

tinggi, spektrum elektromagnetik dapat dilihat pada Gambar 1.2

Gambar 1.2 Spektrum Elektromagnetik

Cahaya tampak dikenal sebagai “cahaya putih” sebenarnya terdiri dari

spektrum frekuensi yang lebar. Apabila cahaya putih dilewatkan melalui sebuah

4

prisma, cahaya akan dipisahkan menjadi unsur-unsur frekuensi yang menghasilkan

warna-warna.

Hal penting yang perlu diingat adalah semua radiasi elektromagnetik memiliki

sifat yang serupa, dan sifat khusus mata lah yang memungkinkan bagian tampak dari

spektrum tersebut untuk menstimulasi penglihatan.

Pengukuran cahaya (fotometri) adalah suatu cara untuk menguatifikasi energi

radiandari cahaya tampak. Pengukuran diperoleh dari alat fotometer yang mengubah

energi radian cahaya menjadi sinyal listrik yang dapat diukur. Pada pengukuran

cahaya tampak sering digunakan hukum inverse square dan lambert cosine. Hukum

inverse square menyatakan bahwa pencahayaan sebuah permukaan berbanding

terbalik dengan kuadrat jarak antar sumber cahaya dan permukaan (persamaan 1.1)

Gambar 1.3 Hukum Inverse Square

E = I/d2 (1.1)

dimana: I = Intensitas cahaya

E = Pencahayaan

d = Jarak anatara titik dan sumber cahaya

Contoh, sebuah sumber cahaya dengan pencahayaan 1000 lm diukur pada jarak

0,3 m akan berkurang menjadi 250 lm pada jarak 0,6 m.

Hukum lamber cosine (persamaan 1.2 & 1.3) menyatakan bahwa pencahayaan

permukaan bervariasi sebagai cosinus sudut datang cahaya.

E = I cos θ (1.2)

Dimana: I = pencahayaan sumber

E = pencahayaan permukaan

θ = sudut datang

5

Gambar 1.4 Hukum Lambert Cosine

E2= E1 cos θ (1.3)

Penggabungan hukum inverse square dan lambert cosine memungkinkan

perhitungan pencahayaan permukaan pada sudut selain sudut normal.

Pencahayaan yang memadai pada permukaan yang diperiksa adalah penting

untuk mengidentifikasi indikasi secara benar. Seringkali pencahayaan secara umum

pada daerah kerja tidak mencukupi untuk melakukan pengujian visual, namun

demikian sebaiknya dipakai aturan code atau spesifikasi sebagai referensi untuk

tingkat pencahayaan minimum yang disyaratkan.

Apabila tingkat pencahayaan pada permukaan pemeriksaan dianggap tidak

memenuhi, sebaiknya dilakukan usaha untuk menambah pencahayaan dengan

menggunakan lampu senter, lampu portabel dan lapu-lampu berintensitas tinggi atau

memindahkan benda yang diuji ke daerah pemeriksaan yang lebih terang jika

memungkinkan. Warna cahaya juga berperan penting dalam meningkatkan kontras di

daerah inspeksi, contoh, pemeriksaan lapiran krom diatas nikel dapat ditingkatkan

melalui pemakaina cahaya kebiruan seperti yang dihasilkan oleh lampu neon warna

putih. Kemampuan pendeteksian indikasi dapat bervariasi akibat karakteristik

sumber cahaya, oleh karenanya karakteristik sumber cahaya yang dipakai selama

pemeriksaan sebaiknya diusahakan mendekati sumber cahaya yang dipakai saat

menguji standart referensi.

6

1.1.2 Faktor Yang Mempengaruhi Pengujian Visual

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi pengujian visual antara lain adalah

sifat meterial, kondisi permukaan, lingkungan pemeriksaan dan faktor-faktor fisik

dari inspektor.

Ukuran fisik dan kondisi objek yang diuji memainkan peranan penting dalam

menentukan hasil pengujian. Pengetahuan mengenai berbagai variabel yang

mempengaruhi pengujian akan membantu inspektor dalam mengurangi kemungkinan

terlewatnya indikasi.

Kondisi permukaan yang mempengaruhi pengujian visual antara lain meliputi

kebersihan, warna, tekstur, kondisi spesimen, dan temperatur. Salah satu

persyaranatan dasar agar pengujian visual menjadi efektif adalah benda kerja yang

bersih, material pengotor yang tidak diinginkan seperti debu, minyak, gemuk dll

dapat menutupi permukaan diskontinuitas akatual atau menghasilkan indikasi palsu.

Permukaan pemeriksaan yang bersih mencegan kemungkinan terlewatnya indikasi.

Warna cahaya yang datang relatif terhadap warna objek yang diuji berperan

penting didalam pendeteksian diskontinuitas. Warna cahaya dapat digunakan untuk

menambah kontras dengan caramengintensifkan atau melemahkan warna-warna

tertentu.

Sebuah permukaan yang memantulkan cahaya dapat menyilaukan dan

mengganggu pengujian pada permukaan benda uji. Permukaan yang sangat kasar

dapat mensyaratkan pencahayaan khusus untuk menerangi seluruh daerah tersebut

secara mencukupi. Silau dapar dikurangi dengan cara membesarkan sudut antara

sumber cahaya dan garis pengamatan atau dengan meredupkan sumber cahaya.

Kondisi fisik seperti bentuk dan ukuran spesimen dapat berfungsi sebagai

faktor pembatas selama pengujian visual. Objek dengan bentuk yang komplek dapat

mengganggu pengujian, daerah ini perlu mendapat perhatian lebih banyak. Saat

menguji objek dengan ukuran besar, perhatian tertentu sebaiknya diberikan untuk

memastikan bahwa pengujian menyeluruh telah dilakukan.

Suhu tinggi mengurangi usia pakai komponen-komponen logam. Penggunaan

komponen-komponen logam pada suhu tinggi dapat menghasilkan creep, kelelahan

7

akibat pemanasan, dan kegagalan karena beban berlebih. Creep adalah perubahan

bentuk logam akibat terkena tegangan, umumnya pada suhu tinggi Retak karena

kelelahan pada suhu tinggi adalah akibat dari siklus pemanasan berulang yang

mengakibatkan pemuaian dan penyusutan logam. Jika siklus pemanasan diakibatkan

oleh gesekan, seperti yang terjadi pada komponen sistem rem, dapat terjadi retak

karena kelelahan dan panas yang dinamakan heat checking. Manifold gas buang

mesin yang tertahan selama siklus pemanasan dan pendinginan yang berulang dapat

mengakibatkan retak fatik karena tegangan tarik sisa. Siklus pemanasan yang

berulang di dalam atmosfer pengoksidasi dapat menimbulkan lapisan kerak oksida

pada material. Lapisan oksida ini dapat menutupi diskontinuitas permukaan dan perlu

kehati-hatian saat memeriksa daerah ini.

Faktor-faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi pemeriksaan adalah

atmosfer, kebersihan benda yang diperiksa, dan posisi benda terhadap inspektor.

Atmosfer dalam konteks ini mengacu pada bagian lingkungan yang berpengaruh

secara fisik atau kejiwaan terhadap penguji. Atmosfer yang bebas dari kebisingan

tingkat tinggi, debu, asap, dan gangguan lainnya akan lebih kondusif terhadap

performa penguji.

Seperti telah disebutkan sebelumnya, kebersihan benda yang diuji adalah

penting saat melakukan pengujian visual. Yang tidak kalah pentingnya lagi adalah

kebersihan lingkungan pengujian. Sumber utama zat-zat pengotor pada lingkungan

pemeriksaan adalah perpindahan bagian-bagian benda yang diperiksa dari satu

tempat ke tempat lainnya. Saat terjadi perpindahan bagian-bagian benda yang

diperiksa, kotoran dan zat pengotor lainnya juga dapat berpindah ke permukaan

benda jika daerah sekitarnya tidak bersih. Lingkungan pengujian dapat

terkontaminasi melalui berbagai macam cara. Salah satunya adalah melalui asap dan

uap di udara yang menempel pada permukaan yang mengkilap dan mengurangi

kontras yang diperlukan untuk menentukan lokasi diskontinuitas.

Kelembaban dan suhu adalah faktor lingkungan yang mempengaruhi performa

pengujian visual. Orang yang berbeda akan memiliki kemampuan yang berbeda

untuk bertoleransi terhadap panas dan kelembaban, dan jika suhu inti tubuh

meningkat, kemampuan mental dari inspektor akan berkurang.

8

Faktor kejiwaan, variabel-variabel kejiwaan yang dapat mempengaruhi hasil

pengujian adalah kenyamanan fisik, kesehatan, dan sikap mental dari inspektor,

kelelahan, dan posisi benda yang diuji terhadap inspektor.

Posisi benda uji dan jaraknya dari inspektor memiliki pengaruh pada hasil

pemeriksaan. Jarak dan sudut pengamatan yang direkomendasikan adalah maksimum

sebesar 610 mm pada sudut tidak kurang dari 30o terhadap permukaan pemeriksaan

seperti yang diperlihatkan dalam Gambar 1.5

Gambar 1.5 Rekomendasi Besar Sudut Pengamatan

Jika permukaan benda yang diuji tidak dapat dipindahkan atau disesuaikan

sehingga mata tidak dapat diatur pada posisi ini, alat bantu visual yang sesuai seperti

cermin harus digunakan. Benda-benda yang letaknya tinggi juga menimbulkan

masalah terhadap pengujian. Sebuah komponen yang letaknya tinggi dan diluar

jangkauan inspektor tidak dapat diuji seluruhnya tanpa memakai peralatan bantu.

1.1.3 Diskontinuitas

Pengujian visual dipakai untuk menentukan lokasi diskontinuitas dalam

berbagai tahapan proses manufaktur. VT umumnya dilakukan pada hasil pengecoran

(casting), penempaan, dan pengelasan dan juga dilakukan setelah proses pemesinan.

Benda cor dibuat dengan menuangkan logam cair ke dalam sebuah cetakan.

Pada benda cor dapat terjadi berbagai macam diskontinuitas bawaan. Jenis

diskontinuitas cor yang umum terjadi pada permukaan adalah inklusi, porositas,

sobek panas, retak susut, dan cold shut. Inklusi dapat diakibatkan oleh pasir yang

dipakai membuat cetakan, slag dari logam yang dituangkan, material logam keras,

atau material lain yang tidak leleh dan menyatu dengan logam cair. Inklusi muncul di

sembarang tempat pada permukaan dan menghasilkan tampilan permukaan yang

9

kasar dan berpori. Porositas dihasilkan oleh gas-gas yang keluar dari logam cair dan

terperangkap saat proses pembekuan. Sobek panas dan retak susut diakibatkan oleh

laju pembekuan logam yang tidak rata atau perubahan ketebalan material yang

drastis akibat bentuk benda cor yang tidak teratur. Sobek panas dan retak susut

biasanya terjadi pada daerah-daerah bertegangan seperti sudut-sudut, daerah dimana

bagian benda cor tertahan, atau daerah dimana terjadi perbedaan ketebalan yang

drastis. Cold shut adalah tidak fusinya logam cor yang diakibatkan oleh penuangan

logam yang terhenti, atau pada daerah dimana pembekuan terjadi sebelum proses

penuangan selesai. Cold shut dapat terjadi di sembarang tempat pada benda cor,

namun umumnya ditemukan dekat dengan daerah aliran yang terputus dekat dengan

inti benda cor.

Benda tempa dibuat dengan meletakkan logam panas antara dua cetakan dan

gaya tekan yang besar membentuk logam panas menjadi benda jadi. Beberapa jenis

diskontinuitas dapat ditemukan saat pengujian visual, misalnya laps (lipatan), bust

(pecahan), dan retak pada garis cetakan (flash line tears). Laps dihasilkan saat

material terlipat dalam proses penempaan. Material ditekan ke bawah dan tidak

menyatu dengan bagian material lainnya akibat adanya oksidasi di permukaan.

Lipatan dapat terjadi hampir di sembarang tempat pada benda tempa, namun mereka

biasanya muncul sepanjang garis cetakan. Burst adalah pecahnya material yang

terjadi saat penempaan dilakukan pada suhu yang kurang panas, atau terjadinya

perubahan ketebalan yang drastis saat material ditekan ke dalam cetakan. Flash line

tear adalah retakan sepanjang garis cetakan akibat pemotongan bekas cetakan yang

tidak benar.

Proses pemesinan dilakukan pada bahan mentah untuk menghasilkan

komponen jadi. Proses bubut, milling, gerinda, bor, dan potong adalah berbagai

proses pemesinan yang dapat menghasilkan diskontinuitas. Retak penggerindaan

diakibatkan oleh panas berlebihan yang dihasilkan pada benda kerja selama proses

penggerindaan dan muncul sebagai retakan yang halus dan tipis. Sobekan terjadi

akibat kecepatan perkakas pemesinan yang tidak tepat sehingga menimbulkan

sobekan pada material.

Pengelasan, yaitu proses penyambungan bagianbagian komponen memakai

panas untuk melelehkan dan meleburkan material, menghasilkan sejumlah

10

diskontinuitas yang dapat muncul saat pengujian visual. Porositas, retakan, slag, fusi,

penembusan, undercut, dan overlap adalah diskontinuitas yang dapat muncul pada

hasil laslasan.

Porositas, seperti halnya yang terbentuk pada proses pengcoran, diakibatkan

oleh gas-gas yang dikeluarkan oleh logam las cair yang terjebak saat pembekuan

logam.

Retak dapat terjadi akibat ada bagian dari logam induk yang tertahan selama

proses pendinginan. Saat logam las mendingin terjadi penyusutan, dan sembarang

penahanan dapat mengakibatkan peretakan.

Slag adalah sisa-sisa flux pelindung yang dipakai untuk melindungi logam las

cair dari kontaminasi atmosfer. Jika slag tidak seluruhnya dibersihkan sebelum

pendeposisian logam las berikutnya, maka ia akan terjebak di dalam logam las. Slag

muncul sebagai indikasi memanjang yang terletak di antara manik las.

Fusi adalah pelelehan dan pencampuran antara logam las dan logam induk,

atau lapisan las sebelumnya. Jika tidak terjadi penggabungan yang sempurna, bisa

muncul indikasi linier di antara manik las, atau di antara manik las dengan logam

induk.

Penembusan adalah istilah yang digunakan untuk mendefinisikan suatu

tingkatan dimana logam las telah memasuki sambungan las. Penembusan adalah

penting untuk menentukan apakah sisi las bagian bawah dapat diakses oleh inspektor.

Akar las yang paling tidak setinggi logam induk dan menyatu halus dengan logam

induk menunjukkan penembusan yang mencukupi.

Undercut diakibatkan oleh kegagalan logam las untuk mengalir ke dalam

daerah yang lebih tipis yang dihasilkan oleh logam induk yang mencair. Hal ini

menghasilnya adanya diskontinuitas berbentuk takikan pada daerah transisi antara

logam las dan logam induk atau kaki las (weld toe).

Overlap terjadi saat logam las mengalir dan menumpuki material di bawahnya

namun tidak melebur jadi satu. Diskontinuitas berbentuk takikan yang dihasilkannya

mengakibatkan timbulnya konsentrasi tegangan pada bagian bawah takikan.

11

1.2 Peralatan Pengujian Visual

Peralatan untuk pemeriksaan visual termasuk borescope, fiberscope, penggaris,

jangka, peralatan ukur mekanis, peralatan ukur las, kaca pembesar, cermin, sistem

otomasi, sistem berbasis komputer, sistem pencitraan, sistem optik khusus, dan

CCTV.

1.2.1 Borescopes

Borescope yang kaku memungkinkan pemeriksaan visual dilakukan pada

daerah bagian dalam, atau obyek yang letaknya jauh dari lingkungan pemeriksaan

dengan akses fisik yang terbatas. Dengan menggunakan sistem lensa dan prisma,

borescope dapat membesarkan citra daerah interest saat melakukan pengujian.

Cahaya pada daerah pemeriksaan dihasilkan oleh lampu pada ujung borescope atau

melalui serat optik atau penuntun cahaya cair dari sumber cahaya berintensitas tinggi

yang lokasinya jauh. Borescope terdapat dalam berbagai kombinasi diameter dan

panjang.

Borescope dapat menggunakan sistem relay lensa cembung, sistem relay lensa

cembung dan batang hibrida, atau batang kaca rigid, ditambah lensa-lensa okular dan

obyektif. Sistem relay lensa-lensa cekung mengirimkan citra secara berantai dari satu

lensa ke lensa lainnya sepanjang borescope.

Batang lensa hibrida terdiri dari serangkaian batang-batang lensa untuk

mengirimkan citra. Rangkaian batang lensa memiliki keuntungan dibandingkan

rangkaian lensa sederhana karena menghasilkan lebih sedikit pembiasan akibat

penyebaran cahayanya lebih sedikit, dan mereka berdiameter kecil, yang akan

mengurangi diameter borescope.

12

Gambar 1.6 Borescopes

1.2.2 Fiberscope

Fiberscope serupa dengan borescope karena dapat dipakai memeriksa daerah-

daerah yang umumnya tidak dapat diakses; namun demikian fiberscope bekerja

dengan prinsip yang berbeda. Borescope menggunakan sistem lensa untuk

mengirimkan citra dari obyek ke mata, sedangkan fiberscope menggunakan

sekumpulan serat pengirim cahaya yang dibuat dari kaca atau quartz. Kumpulan serat

ini dinamakan penuntun citra. Sifat penuntun citra yang fleksibel ini memungkinkan

fiberscope memeriksa daerah lekukan dan sudut sementara borescope yang

rigid hanya dapat memasuki lintasan yang lurus.

Fiberscope mengumpulkan citra menggunakan lensa obyektip dan

merambatkan cahaya melalui sekumpulan serat tipis sebesar 8 µm. Cahaya

dirambatkan pada bagian dalam serat melalui proses pemantulan cahaya. Hal ini

dimungkinkan karena serat-serat tersebut dilapisi dengan lapisan kaca tipis yang

memiliki indeks pembiasan lebih rendah ketimbang serat tersebut. Hal ini

mengakibatkan cahaya dipantulkan di dalam serat tanpa keluar ke udara atau ke serat

yang berdekatan.

Karena masing-masing serat hanya merambatkan sejumlah kecil citra, maka

sekumpulan serat tersebut harus disusun agar masing-masing ujung serat berakhir

13

pada posisi yang sama pada lensa okuler yang sesuai pada lensa obyektip. Hal ini

dinamakan sebagai penjajaran koheren yang memungkinkan terjadinya kohesivitas

citra pada lensa pengamatan. Jika serat diletakkan secara sembarangan pada ujung-

ujung lensa, citra yang dihasilkan akan tidak beraturan.

fiberscope dapat difokuskan memakai lensa obyektip yang dapat bergerak-

gerak, atau fokusnya tetap jika lensa obyektip tidak dapat digerakkan. Cahaya untuk

daerah pemeriksaan dihasilkan oleh kumpulan serat lain yang merambatkan cahaya

yang dihasilkan oleh sumber cahaya luar berintensitas tinggi. Serat-serat ini memiliki

diameter yang lebih besar ketimbang serat citra dan mereka tidak perlu disusun

secara koheren karena mereka tidak merambatkan citra. Ujung yang dapat diarahkan

merupakan pilihan pada fiberscope. Ujung dapat diarahkan memakai perangkat

mekanis atau pneumatis yang memungkinkan ujung fibersope menjangkau dan

memperoleh pandangan yang lebih besar.

Gambar 1.7 Fiberscope

1.2.3 Penggaris

Perangkat mekanis paling sederhana untuk pengukuran linier adalah penggaris

baja sepanjang 150 mm yang dapat menghasilkan keakuratan hingga 0.5 mm jika

digunakan dengan benar. Keakuratan juga dibatasi oleh lebar dari tanda ukuran yang

dietsa pada penggaris.

Untuk memperoleh pengukuran yang akurat dengan penggaris baja, gunakan

10 mm sebagai referensi awal perhitungan dan kurangkan 10 mm dari ukuran

perhitungan yang diperoleh. Cara ini disarankan karena lebih sulit untuk memulai

perhitungan dari angka nol. Juga adanya kemungkinan dari kerusakan pada ujung-

ujung angka nol yang dapat mempengaruhi pengukuran. Saat melakukan pengukuran,

penggaris seharusnya diatur tegak lurus dengan tes piece sehingga tanda ukurannya

sedekat mungkin dengan daerah pengukuran seperti diperlihatkan dalam Gambar 1.8

14

penjajaran ini juga meminimumkan kesalahan paralaks. Karena penggaris baja

memiliki beberapa skala dengan tanda ukuran yang berbeda, harus diperhatikan

untuk memilih skala yang sesuai untuk menghindari perkiraan hasil pengukuran. Jika

pengukuran dilakukan dengan skala yang dipilih dan hasil pengukuran jatuh antara

garis tanda, skala terkecil selanjutnya yang dibaca.

Gambar 1.8 Pengukuran Menggunakan Penggaris

1.2.4 Jangka (calipers)

Jangka digunakan untuk memperoleh pengukuran linier yang akurat. Jangka

terdapat dalam berbagai macam ukuran dan konfigurasi untuk pengukuran panjang,

lebar, tinggi, diameter, dan kedalaman, dan pembacaannya dapat langsung atau tak

langsung.

Jangka jenis pembacaan tak langsung, atau transfer (Gambar 1.9) dipakai untuk

memindahkan ukuran dari suatu benda ke penggaris baja. Sebagai contoh,

pengukuran diameter luar dilakukan dengan mengatur jangka sehingga kedua

kakinya menyentuh bagian terluar benda. Jarak ini selanjutnya dipindahkan ke

penggaris baja untuk memperoleh hasil pengukuran. Jika dilakukan dengan benar,

jenis pengukuran ini keakuratannya mencapai 0.4 mm.

Gambar 1.9 Indirect Calipers

15

Jangka pembacaan langsung terdapat dalam berbagai jenis. Jangka pembacaan

langsung bisa sederhana berupa penggaris dengan penjepit untuk pengukuran kasar

atau dapat berupa jenis sorong, dial, atau elektronik yang dipakai untuk pengukuran

yang sangat akurat, seperti diperlihatkan dalam Gambar 1.10

Gambar 1.10 Caliper Reading

1.2.5 Alat Ukur Mekanis (micrometers)

Peralatan ukur mekanis dapat dipakai untuk melakukan pengukuran linier

dengan sangat akurat. Peralatan ukur mekanis terdapat dalam berbagai konfigurasi

untuk pengukuran bagian dalam dan luar benda rata, lengkung, berulir, dan silinder.

Peralatan ukur mekanis terdiri dari jangka yang beroperasi dengan menentukan

seberapa jauh ujung sekrup bergeser setelah satu putaran penuh. Komponen dari alat

ukur mekanis diperlihatkan dalam Gambar 1.11

Gambar 1.11 Mechanical Gage (Micrometer)

16

1.2.6 Alat Ukur Las (weld gages)

Perkakas yang umum dipakai dalam pengujian visual las-lasan adalah fillet

weld gage. Peralatan sederhana dan mudah digunakan ini mengukur panjang kaki las

dan menentukan ukuran leher las fillet. Peralatan ukur ini pada dasarnya adalah

sebuah pembanding ukuran yang memenuhi syarat dietsa pada alat ukur itu dan

busurbusurnya dipotong menjadi alat ukur manik las. Alat ini diletakkan pada sudut

komponen yang dilas dan ukuran las aktual dibandingkan dengan standard pada alat

ukur seperti dalam Gambar 1.12. Alat ukur ini merupakan cara yang cepat dan presisi

untuk mengukur las fillet yang cekung atau cembung dari ukuran 3 mm hingga 25

mm.

Gambar 1.12 Fillet Weld Gage

Alat ukur las Palmgren, Gambar 1.13 dapat dipakai untuk menentukan ukuran

las fillet, ukuran leher las aktual pada las fillet yang cembung dan cekung, tinggi

capping las tumpul, dan bukaan akar las dari 3 mm hingga 8 mm.

Gambar 1.13 Palmgren Weld Gage

17

Peralatan lain yang lebih serbaguna yang dipakai untuk pemeriksaan las adalah

alat ukur las, yang umum disebut dengan alat ukur Cambridge karena dikembangkan

oleh the Welding Institute of Cambridge, England. Memakai peralatan ini, sudut alur

penyiapan sambungan, ketidaklurusan sambungan, ukuran las fillet dan pengukuran

kedalaman dapat diperoleh dengan mudah. Gambar 1.14 memperlihatkan

penggunaannya.

Gambar 1.14 Cambridge Gage

1.2.7 Lensa Pembesar

Adakalanya, rentang penglihatan mata manusia tidak mencukupi untuk

melakukan pengamatan tertentu. Pada kasus ini, alat bantu penglihatan seperti lensa

pembesar dipakai untuk meningkatkan penglihatan natural. Lensa pembesar tersedia

dalam berbagai variasi rentang perbesaran, dari 1.5x hingga 2000x dengan bidang

pengamatan dari 89 mm hingga 0.15 mm. Rentang ketelitian dari 0.05 mm hingga 2

µm. Mikroskop, kaca pembesar, dan optical comparator adalah varian dari lensa

pembesar. Pada saat memilih lensa pembesar, perlu dipertimbangkan daya

perbesaran, jarak kerja, dan bidang pengamatan. Hal tersebut saling berhubungan

dimana perbesaran yang tinggi memiliki jarak kerja yang pendek dan bidang

18

pengamatan yang sempit. Sebaliknya, daya perbesaran yang rendah memiliki jarak

kerja yang panjang dan bidang pengamatan yang luas.

1.2.8 Cermin

Penggunaan cermin kadangkala diperlukan apabila semua atau sebagian daerah

pemeriksaan tidak dapat ditempatkan dengan mudah di dalam rentang pengamatan

yang disarankan (610 mm pada 30o). Berbagai jenis cermin pemeriksaan dijual

dengan sambungan yang dapat ditekuk, pegangan yang dapat dipanjangkan, dan ada

yang memiliki sumber cahaya sendiri yang memungkinkan penempatan cermin dan

sumber

cahaya tersebut pada lokasi pemeriksaan.

1.2.9 Automated Systems

Sistem pengujian visual yang diotomasi memakai “penglihatan mesin” yang

akhir-akhir ini dikembangkan untuk “melihat” dan menginterpretasi informasi

tentang benda uji. Perangkat tersebut menguji benda memakai kamera vidicon atau

CCD, laser, thermometer, dll., memproses data di dalam mikroprosesor,

membandingkan data tersebut dengan contoh yang telah diketahui dan dapat diterima

yang telah disimpan di dalam memori, lalu menentukan keberterimaan benda

tersebut. Pabrikan yang menggunakan sistem yang diotomasi dapat menghemat biaya,

memperoleh hasil pemeriksaan yang andal yang tidak dipengaruhi oleh kondisi

manusia seperti kelelahan.

Sebagai contoh, industri baja menggunakan kamera CCD untuk memindai slab

baja panas guna mencari diskontinuitas pada saat slab tersebut melewati meja

pengerolan. Industri kendaraan bermotor menggunakan sistem yang diotomasi untuk

mengkarakterisasi adanya blirik, bintik, dan distribusi partikel logam pada cat

metalik.

1.2.10 Computer Based Systems

Beberapa sistem pengujian visual menggunakan komputer untuk meningkatkan

dan memanipulasi citra dari spesimen uji. Perangkat ini mendigitalkan citra dan

mengubah tiap sel gambar (pixel) menjadi bilangan biner, yang dapat diinterpretasi

19

oleh perangkat lunak komputer. Menggunakan data citra yang telah didigitalkan ini,

pengukuran yang sangat akurat dapat dilakukan pada daerah tertentu, dan citranya

dapat diperbaiki secara digital untuk mengkompensasi pencahayaan yang kurang

atau adanya variasi pada tekstur permukaan. Data yang telah didigitalkan juga dapat

disimpan dalam media penyimpan (pita magnetik, disket, dll.) untuk dibuka kembali

jika diperlukan

1.2.11 Imaging Systems

Peralatan yang dipakai untuk memperoleh citra dari suatu permukaan uji dan

meneruskannya secara elektronis ke suatu perangkat penampil dinamakan sistem

pencitraan. Sebuah borescope videoprobe adalah contoh sistem pencitraan.

Borescope videoprobe menggabungkan sebuah borescope dengan teknologi

pemrosesan video, yang mengurangi kesulitan-kesulitan yang dijumpai saat

menggunakan borescope atau fibersope saja. Kesulitan seperti regangan mata dan

kelelahan operator, diakibatkan oleh pemeriksaan pada posisi yang sulit, dikurangi

saat citra dipindahkan dari lensa pengamatan ke suatu penampil seperti monitor

video CRT. Sistem pencitraan yang mengkombinasikan sebuah videoprobe dengan

suatu prosesor citra cocok untuk menampilkan memanipulasi, dan menyimpan citra

yang diperoleh.

Sistem pencitraan pada mulanya hanya menggunakan sebuah kamera yang

direkatkan pada lensa pengamatan sebuah borescope atau fiberscope dengan citra

yang ditampilkan di monitor. Pada videoprobes, kamera diletakkan pada ujung probe

di belakang lensa obyektip, dan monitor diletakkan pada lensa pengamatan.

Tampilan videoprobe serupa dengan fiberscope; namun, videoprobe

menggunakan kumpulan serat optik hanya untuk menghantarkan cahaya ke lokasi

pengamatan. Pantulan cahaya (citra) dikumpulkan dalam CCD dan diteruskan

sebagai sinyal listrik menuju video pemroses. Sinyal-sinyal tersebut diteruskan

melalui serangkaian kabel (kabel ini menggantikan berkas citra fiberscope) menuju

pemroses video. Selanjutnya, pemroses menguraikan kode-kode listrik dan

menguatkan data tersebut untuk ditampilkan di layar CRT. CCD adalah rangkaian

kapasitor semikonduktor yang mengumpulkan muatan sebagai foton cahaya yang

mengenainya.

20

1.2.12 Special Optical Systems

Optical flat dan optical comparator adalah dua alat pengujian visual yang

umum digunakan untuk memeriksa karakteristik tertentu dari benda yang diuji.

Optical flat dipakai untuk memeriksa kerataan sebuah permukaan yang

mensyaratkan tingkat keakuratan tinggi. Sebuah optical flat terdiri dari silinder kaca

atau quartz yang dibuat menggunakan suatu permukaan yang sangat rata. Saat

diaplikasikan ke permukaan yang diperiksa, penyimpangan dari permukaan tersebut

akan menghasilkan celah udara antara flat dan spesimen, mengakibatkan munculnya

pola-pola pada optical flat. Pola-pola ini merupakan pola gangguan yang dihasilkan

saat cahaya dipantulkan dari permukaan yang diperiksa mengganggu cahaya

yang dipancarkan melalui optical flat.

Optical comparator tersedia dalam berbagai macam jenis dan dipakai untuk

membandingkan karakteristik permukaan yang diperiksa dengan suatu standard yang

diketahui. Penyelesaian permukaan, ulir pada pengikat, dan roda gigi adalah

beberapa kondisi yang dapat diperiksa memakai comparator ini.

Beberapa jenis comparator cukup kecil untuk dibawa ke lokasi pemeriksaan,

sedangkan jenis yang lainnya berukuran besar dan stasioner, dimana benda uji harus

dibawa ke comparator tersebut. Jenis comparator ini juga dinamakan contour

projector. Benda yang diperiksa ditempatkan pada projector tersebut dan sumber

cahaya di belakang benda uji memproyeksikan bayangan benda uji yang diperbesar

pada sebuah layar dimana profil standard diletakkan. Selanjutnya dilakukan

pembandingan antara standard tersebut dengan benda uji.

1.2.13 Closed Circuit Television

CCTV memakai tabung kamera televisi untuk mengubah cahaya yang

dipantulkan dari benda yang diamati menjadi citra listrik yang dipancarkan dan

ditampilkan pada layar CRT. Tabung kamera dapat berupa tabung citra orthicon

yang bekerja berdasarkan prinsip emisi foton atau tabung vidicon yang bekerja

berdasarkan prinsip konduksi foton.

Emisi foton terjadi saat elektron dipancarkan oleh permukaan yang sensitip

terhadap foton yang distimulasi oleh cahaya. Konduksi foton adalah proses dimana

21

konduktivitas dari permukaan yang sensitip terhadap foton berubah seiring

berubahnya intensitas cahaya yang mengenainya. Kedua proses tersebut

menghasilkan arus listrik berupa sinyal-sinyal video. Sinyal tersebut selanjutnya

diproses, diperkuat, dan ditampilkan pada layar CRT.

1.3 Prosedur

1.3.1 Pencahayaan

Pengujian harus dilakukan di bawah cahaya tampak dengan intensitas cahaya

minimum 1000 Lux (100 fc) pada permukaan yang sedang diuji. Untuk memperoleh

pencahayaan yang diperlukan selama pengujian dapat digunakan lampu senter,

lampu portabel, lampu-lampu berintensitas tinggi, atau memindahkan benda kerja ke

daerah yang lebih terang jika memungkinkan.

1.3.2 Persyaratan Umum

Permukaan las yang diuji dan daerah disekitarnya selebar 25 mm harus

dibersihkan. Wire brushing dapat dilakukan untuk membersihkan permukaan.

Penguji harus memiliki akses untuk melakukan pemeriksaan. Untuk melakukan

pemeriksaan langsung, harus ada akses untuk melihat pada jarak 600 mm dari

permukaan yang diuji dan pada sudut tidak kurang dari sekitar 30o. Cermin dapat

digunakan untuk meningkatkan sudut penglihatan, dan kaca pembesar dapat

digunakan untuk membantu pemeriksaan.

1.3.2 Urutan Pengujian

1) Pengujian Visual Saat Persiapan Sambungan

Jika pengujian visual disyaratkan sebelum pengelasan, maka sambungan harus

diuji untuk memastikan bahwa:

a) Jenis logam induk sesuai dengan detail gambar kerja

b) Bentuk dan ukuran alur las memenuhi persyaratan WPS

c) Daerah alur las dan logam induk yang berdekatan dengan alur las bersih dari

cat, kerak, karat, minyak, gemuk, dan material lainnya yang mengganggu

proses pengelasan

d) Daerah alur las memiliki permukaan yang cukup halus bebas takikan yang

dalam, alur tajam dan kekasaran permukaan lainnya.

22

e) Alur las bebas dari cacat logam induk seperti laminasi, inklusi dan lubang-

lubang kecil yang membuka ke permukaan.

f) Bagian-bagian yang disambung sudah fix sesuai dengan gambar. Jika ada

ketidak lurusan antar bagian-bagian yang disambung, lihat batasan toleransi

pada kriteria keberterimaan yang sesuai.

2) Pengujian Visual Selama Pengelasan

Jika disyaratkan, las-lasan harus diuji selama proses pengelasanuntuk

memastikan bahwa:

a) Tiap-tiap pass dari logam las sudah dibersihkan sebelum pass berikutnya

diaplikasikan.

b) Tidak ada imperfection yang nampak seperti retak atau cavity, jika

ditemukan imperfection semacam itu maka harus dilaporkan sehingga

dapat dilakukan perbaikan sebelum pass berikutnya dilakukan.

c) Kedalaman dan bentuk gouging sudah sesuai dengan WPS yang dipakai.

d) Daerah transisi antar pass logam las dan antara logam las dan logam

induk telah memiliki bentuk sedemikian rupa sehingga dapat diperoleh

peleburan yang baik pada deposit las berikutnya.

3) Pengujian Visual Setelah Pengelasan

Las-lasan yang sudah selesai harus diuji untuk menentukan apakan hasilnya

memenuhi standard keberterimaan

a) Semua slag telah dibersihkan secara manual atau mekanis

b) Tidak ada bekas penekanan atau pemanasan

c) Hindari hasil penggerindaan yang kasar dan tidak seragam

d) Profil capping las dan tinggi reinforcement memenuhi ketentuan dari

standard keberterimaan yang digunakan.

e) Permukaan capping las seragam, pola ayunan tampak rata dengan

tampilan visual yang memuaskan.

f) Lebar capping seragam disepanjang sambungan las dan memenuhi

persyaratan yang diberikan dalam gambar las. Pada butt joint harus

diperiksa agar tidak terjadi underfill.

23

g) Bagian akar las yang dapat diakses secara visual diperiksa mengenai

penembusan, kecembungan atau kecenkunagn akar las, undercut, retak dll

h) Alat bantu yang dilaskan sementara pada logam induk untuk

memudahkan produksi atau assembly telah dihilangkan dan bekasnya

diratakan agar benda tidak rusak, daerah dimana alat bantu tersebut

dilaskan harus diperiksa agar tidak terdapat retak.

1.4 Evaluasi

1.4.1 Berdasarkan ASME Section I (PW-33 & PW-35)

a) Kelurusan pada bagian ujung-ujung sambungan las tumpul harus sedemikian

rupa sehingga offset maksimum tidak melebihi besaran yang tercantum dalam

Tabel 1.1.

Tabel 1.1 Toleransi Alignment Butt Joint

b) Ketebalan bagian t adalah ketebalan nominal dari bagian sambungan yang

lebih tipis.

c) Sambungan las tumpul harus memiliki penetrasi penuh.

d) Kondisi permukaan as-welded diijinkan asalkan permukaan las harus bebas

dari bentuk ayunan las yang kasar, alur-alur, overlap, tonjolan kasar, dan

lekukan untuk menghindari konsentrasi tegangan.

e) Kedalaman undercut tidak boleh melebihi 0,8mm atau 10% ketebalan

material, mana yang lebih kecil, dan harus tidak boleh mengurangi ketebalan

bagian yang disyaratkan.

24

f) Reinforcement las harus tidak boleh melebihi ketentuan dalam Tabel 1.2

Tabel 1.2 Maksimum Reinforcement

1.4.2 Berdasarkan ASME Section VIII Div.1 (UW-33 & UW-35)

a) Kelurusan bagian pada ujung-ujung sambungan las tumpul harus sedemikin

rupa sehingga offset maksimum tidak melebihi besaran yang berlaku untuk

kategori sambungan las (UW-3) seperti yang tercantum dalam Tabel 1.3

Tabel 1.3 Toleransi Alignment Butt Joint

b) Ketebalan bagian t adalah ketebalan nominal dari bagian sambungan yang

lebih tipis.

c) Sambungan las tumpul harus memiliki penembusan yang lengkap dan

peleburan yang sempurna

d) Kondisi permukaan as-welded diijinkan asalkan permukaan las harus bebas

dari bentuk ayunan las yang kasar, alur-alur, overlap, tonjolan kasar, dan

25

lekukan yang tidak mengganggu interpretasi film radiografi dan pengujian

NDT lainnya yang disyaratkan.

e) Pengurangan ketebalan akibat proses pengelasan (termasuk undercut)

diijinkan asalkan semua kondisi berikut terpenuhi

1. Pengurangan ketebalan harus tidak mengurangi metrial pada

permukaan yang disambung dibawah ketebalan minimum yang

disyaratkan pada sembarang lokasi.

2. Pengurangan ketebalan harus tidak melebihi 1 mm atau 10%

ketebalan nominal pada permukaan yang disambung, mana yang lebih

kecil.

f) Apabila sambungan las tumpul single dibuat menggunakan pelat penahan

permanen yang tidak dihilangkan persyaratan tinggi reinforcement hanya

berlaku untuk sisi yang berlawanan dengan pelat penahan tersebut.

g) Ketinggian reinforcement las pada masing-masing permukaan las harus tidak

melebihi ketentuan dala Tabel 1.4

Tabel 1.4 Ketentuan Maksimum Reinforcement

1.4.3 Berdasarkan API 1104

Semua las-lasan harus diperiksa secara visual dan harus diterima jika undercut

yang lokasinya dekat capping pass atau root pass tidak melebihi ukuran dalam Tabel

1.5

Tabel 1.5 Ukuran Maksimum Undercut

26

1.4.4 Berdasarkan AWS D1.1

Semua las-lasan harus diperiksa secara visual dan harus diterima jika kriteria

dala Tabel 1.6 di bawah ini terpenuhi.

Tabel 1.6 Acceptance Criteria Visual Berdasarkan AWS D1.1

27

1.5 Reporting

Laporan pengujian visual tidak disyaratkan, kecuali untuk pengujian in-process.

28

Untuk setiap pengujian informasi berikut ini harus dilaporkan:

1. Tanggal pengujian

2. Identifikasi prosedur dan revisi yang digunakan

3. Teknik yang dipakai

4. Hasil-hasil pengujian

5. Identitas personel yang melakukan pengujian, dan apabila diminta oleh

referencing code section, level kualifikasi.

6. Identitas bagian atau komponen yang diuji.

BAB 2

29

UJI PENETRAN

2.1 Umum

Uji penetran merupakan salan satu metode NDT yang paling luas

penggunaannya, uji penetran dilakukan untuk mendeteksi diskontinuitas permukaan

dengan prinsip kapilaritas pada material padat yang tidak berpori. Dapat

diaplikasikan pada material yang bersifat magnetik dan nonmagnetik.

Prinsip dasar pengujian penetran adalah berdasarkan pada aksi kapilaritas,

kapilaritas bertanggung jawab terhadap masuk dan keluarnya cairan penetran dari

dan ke dalam diskontinuitas.

a b

Gambar 2.1 Demonstrasi aksi kapilaritas. (a) Panel kaca di jepit bersama. (b) Cairanpewarna di aplikasikan pada sisi panel. (Mc Graw-Hill, 2003)

Gaya kapiler sangat kuat, ketika pengujian penetran dilakukan pada spesimen

pada posisi di atas kepala atau melawan gravitasi, cairan penetran akan tertarik

melewati bukaan atau celah melawan gaya gravitasi. Gaya kapilaritas lebih kuat

daripada gaya gravitasi dan diskontinuitas akan terdeteksi walaupun posisi benda uji

di atas kepala.

Pada uji cairan penetrant, cairan diaplikasikan di atas permukaan spesimen dan

diberikan waktu yang cukup untuk terserap ke dalam diskontinuitas. Jika

diskontinuitasnya kecil dan sempit seperti pada retak atau lubang jarum, kapilaritas

membantu penetrasi. Setelah waktu mencukupi bagi penetrant untuk memasuki

diskontinuitas, permukaan spesimen kemudian dibersihkan kemudian diaplikasikan serbuk

penyerap (developer) sehingga cairan penetran yang sudah meresap kedalam celah akan

tertarik keluar membentuk indikasi diskontinuitas. Gaya kapiler sekali lagi bekerja sebagai

penghisap yang menarik penetrant keluar dari dalam diskontinuitas.

30

Gambar 2.2 Prinsip pengujian penetran

Agar dapat terlihat, cairan penetrant diberi pewarna merah yang dapat dilihat

dengan cahaya biasa atau pewarna fluorescent yang dapat dilihat dengan cahaya

ultraviolet.

Pengujian penetrant dapat diplikasikan pada berbagai jenis material, termasuk

material logam dan nonlogam. Pengujian penetrant tidak dapat diaplikasikan untuk

menemukan diskontinuitas yang tidak membuka ke permukaan dan permukaan

material yang berpori.

Pengujian penetrant terdiri dari tahapan-tahapan berikut tanpa

mempertimbangkan material yang diuji:

Langkah 1: Pembersihan dan pengeringan benda atau lokasi yang diperiksa.

Langkah 2: Aplikasi penetrant. Dibiarkan beberapa lama agar menyusup ke

dalam diskontinuitas.

Langkah 3: Pembersihan penetrant sisa di permukaan.

Langkah 4: Aplikasi developer

Langkah 5: Evaluasi indikasi, diterima atau ditolak.

Langkah 6: Pembersihan benda atau lokasi setelah selesai diuji.Semua kotoran yang menghalangi penetrant untuk memasuki diskontinuitas harus

dibersihkan. Jenis kotoran yang harus dibersihkan meliputi debu, gemuk, karat, kerak, asam,

bahkan air. Solvent yang digunakan untuk pembersih harus mudah menguap sehingga

cepat keluar dari dalam dikontinuitas dan tidak mengencerkan penetrant. Pembersihan

permukaan secara mekanis seperti memakai sikat baja, abrasive blasting, kertas gosok, dan

alat sekrap umumnya tidak direkomendasikan, namun ada kalanya cara-cara tersebut harus

digunakan.

Cairan penetrant yang dipakai di dalam NDT dapat dikagorikan berdasarkan jenis zat

pewarna yang ditambahkan yaitu sebagai berikut:

31

1. Visible dye penetrants mengandung zat pewarna merah.

2. Fluorescent penetrants mengandung zat pewarna fluorescent (hijau-kuning).

3. Dual sensitivity penetrants, mengandung kombinasi kedua zat pewarna, visible dan

fluorescent.

Penetrant dikelompokkan lebih lanjut berdasarkan proses pembersihan sisa penetrant

dari permukaan spesimen yaitu sebagai berikut:

1. Water-washable penetrants, mengandung zat pengemulsi atau dapat dibilas dengan air.

2. Post-emulsifiable penetrants, memerlukan pengemulsi terpisah untuk menjadikan

penetrant dapat dibilas dengan air.

3. Solvent removable penerants, harus dibersihkan dengan solvent khusus jika

menggunakan penetrant visible dalam kaleng bertekanan.

Tabel 2.1 Klasifikasi teknik uji penetrant

Pemilihan proses terbaik ditentukan oleh sensitivitas yang disyaratkan, jumlah artikel

atau spesimen yang diuji, kondisi permukaan komponen yang diperiksa, konfigurasi benda

uji, ketersediaan air, listrik, udara bertekanan, lokasi pengujian yang sesuai, dll.

Daftar berikut menunjukkan tingkat sensitivitas sistem penetrant, mulai dari yang

paling sensitif dan paling mahal:

32

1. Post-emulsified – fluorescent.

2. Solvent-removable – fluorescent

3. Water-washable – fluorescent.

4. Post-emulsified – visible.

5. Solvent-removable – visible.

6. Water-washable – visible.

Secara umum kelebihan dari pengujian penetrant adalah portable, biaya yang tidak

mahal, sensitifitas baik, serbaguna, hampir semua material padat tidak berpori dapat diuji,

efektif untuk inspeksi tak merusak suatu hasil produksi. Keterbatasan dari pengujian

penetrant adalah hanya diskontinuitas yang membuka kepermukaan spesimen yang dapat di

deteksi, banyak variable proses yang harus dikontrol, hasil dipengaruhi oleh temperatur yang

bervariasi, kondisi permukaan dan konfigurasi benda yang diuji, sangat membutuhkan

persiapan permukaan.

2.2 Alat dan Bahan

2.2.1 Peralatan Pengujian Penetrant

Peralatan pengujian penetrant ada yang stasioner dan ada yang portable.Peralatan stasioner adalah peralatan yang letaknya menetap di satu lokasi. Peralatan tersebut

ukurannya bervariasi yang bergantung pada ukuran dan jenis spesimen uji. Tergantung pada

jenis dan proses yang digunakan, sistem stasioner terdiri dari bagian-bagian:

1. Tempat pembersihan awal (jauh dari lokasi pengujian)

2. Tangki berisi cairan penetrant

3. Tempat pengering (digunakan bareng dengan tangki penetrant)

4. Tangki berisi cairan pengemulsi

5. Tangki pembilasan

6. Lokasi developer (tangki, dust chamber, atau peralatan penyemprot)

7. Tempat pengeringan (berupa oven)

8. Tempat pemeriksaan (bilik tertutup atau meja dengan lampu penerangan)

9. Tempat pembersihan akhir (jauh dari lokasi pengujian)

33

Gambar 2.3 Peralatan stasionerPenetrant visible maupun fluorescent tersedia dalam bentuk paket yang dapat dipakai

memeriksa di lokasi terbuka, atau saat menguji bagian dari benda berukuran besar.

Keduanya dikemas dalam bentuk kaleng semprot bertekanan.

Paket penetrant visible terdiri dari:

Kaleng berisi solvent pembersih.

Kaleng berisi penetrant.

Kaleng berisi nonaqueous wet developer.

Kain lap dan kuas.

Light meter

Paket penetrant fluorescent biasanya terdiri dari:

Kaleng berisi solvent pembersih.

Kaleng berisi penetrant fluorescent.

Kaleng berisi nonaqueous wet developer

Kain lap dan kuas.

Lampu ultraviolet dan trafonya.

Tudung kain hitam untuk melakukan pemeriksaan.

Black light meter

2.2.2 Bahan / Material pengujian PenetrantMaterial penetrant seringkali dibatasi dalam kelompok-kelompok khusus. Kelompok

material tersebut menggunakan kombinasi di bawah ini untuk memperoleh hasil terbaik.

Water-washable penetrant – mengandung zat pengemulsi yang membuatnya mudah

dibersihkan dengan bilasan air. Material penetrant ini dapat dibeli dalam bentuk

visible atau fluorescent.

34

Post-emulsifiable penetrant – memiliki kemampuan penetrasi yang bagus, berupa

minyak fluorescent atau visible yang tidak larut dalam air. Emulsifier harus

diaplikasikan pada permukaan penetrant agar dapat dibilas dengan air.

Solvent-removable penetrant – berupa minyak penetrant yang tidak mengandung

zat pengemulsi, dan hanya bisa dibersihkan dengan solvent yang khusus digunakan

untuk tujuan tersebut.

Zat Pengemulsi – jika diaplikasikan pada lapisan penetrant di permukaan spesimen

menghasilkan campuran yang dapat dibilas dengan air. Emulsifier memiliki sifat

penetrasi yang buruk sehingga tidak menghilangkan indikasi dari permukaan benda

uji.

Remover (solvent) – didisain untuk digunakan bersama dengan jenis penetrant

khusus. Remover tertentu dijual dalam jumlah besar atau dalam kaleng semprot

bertekanan.

Developer kering – serbuk penyerap, halus, berwarna putih yang dipakai bersama

dengan pengujian penetrant visible dan fluorescent. Fungsinya adalah untuk menarik

penetrant dari dalam diskontinuitas sehingga tampak di permukaan.

Developer basah – fungsinya mirip dengan developer kering, hanya saja merupakan

campuran serbuk developer dengan air.

Nonaqueous wet developer – berbeda dengan developer basah, dimana serbuk

developer dicampur dengan cairan solvent yang mudah menguap.

35

2.3 Tahapan Pengujian

2.3.1 Surface PreparationPembersihan permukaan sangat penting dalam pengujian cairan penetrant karena

beberapa alasan:

1. Jika spesimen tidak bersih secara fisika dan kimia, pengujian penetrant menjadi tidak

efektif.

2. Jika semua bekas material penetrant tidak dibersihkan setelah pengujian, maka akan

merusak spesimen setelah benda tersebut terpasang (klorin dan sulfur dapat merusak

beberapa jenis paduan).

Pemilihan proses pembersihan ditentukan oleh faktor berikut:

Jenis kotoran yang dibersihkan.

Komposisi logam induk.

Tingkat kebersihan yang disyaratkan.

Ketersediaan peralatan pembersih.

Faktor-faktor biaya dan waktu.

Pembersihan permukaan dapat dilakukan dengan beberapa cara, diantaranya

pembersihan dengan deterjen, pembersihan dengan uap solvent, pembersihan dengan uap air,

pembersihan dengan solvent, pembersihan dengan larutan asam (pickling), pembersihan

dengan paint remover, pembersihan dengan etsa, pembersihan ultrasonik, dan pembersihan

secara mekanis.

2.3.2 Aplikasi Cairan PenetrantEfektifitas pengujian cairan penetrant tergantung pada kemampuan penetrant untuk

meresap ke dalam diskontinuitas permukaan. Semua cat, karbon, oli, pernis, oksida, lapisan,

air, kotoran dan cat sejenisnya harus dihilangkan sebelum aplikasi penetrant. Cairan

penetrant di atas permukaan benda uji tidak semata-mata meresap ke dalam diskontinuitas.

Penetrant tertarik ke dalamnya oleh gaya kapiler. Inilah mengapa permukaan bagian bawah

dari suatu benda masih dapat diperiksa dengan penetrant dan memperoleh hasil yang valid.

Ada dua jenis zat pewarna yang digunakan dalam cairan penetrant:

1. Visible atau color contrast – pewarna merah yang tampak jelas di bawah kondisi

pencahayaan normal.

2. Fluorescent or brightness contrast – pewarna yang akan memancarkan cahaya tampak

apabila dilihat dengan lampu ultraviolet.

36

Pewarna dengan sensitivitas ganda atau mode ganda atau respon ganda mengandung

kombinasi pewarna visible dan fluorescent. Pewarna visible umumnya merah menyala dan

pewarna fluorescent berwarna kuning-perunggu atau biru-hijau. Kombinasi ini

memungkinkan pengujian penetrant dilakukan di bawah cahaya biasa dan indikasi yang

meragukan diperiksa di bawah cahaya ultraviolet.

Penetrant, baik fluorescent maupun visible dapat diaplikasikan dengan salah satu

dari cara berikut:

Penyemprotan: menggunakan alat penyemprot bertekanan rendah atau dari kaleng

semprot bertekanan.

Kuas atau kain: diaplikasikan dengan kain lap, kapas, atau kuas, apabila menguji

sebagian kecil/lokasi dari suatu benda.

Pencelupan: benda uji dibenamkan ke dalam tangki penetrant, lalu diangkat dan

ditiriskan. Metoda ini tidak cocok untuk benda berukuran besar dan merupakan

pemborosan apabila hanya daerah kecil saja yang diuji.

Penuangan: penetrant dituangkan di atas permukaan benda dan setelah itu ditiriskan.

Jangka waktu dimana penetrant berada di atas permukaan benda uji merupakan bagian

terpenting dari pengujian. Jangka waktu ini dikenal sebagai waktu diam (dwell time), yang

berhubungan langsung dengan ukuran dan bentuk diskontinuitas yang dicari mengingat

ukuran diskontinuitas menentukan kecepatan terjadinya penetrasi. Diskontinuitas yang rapat,

seperti retakan memerlukan waktu penetrasi lebih dari 30 menit untuk terbentuknya indikasi.

Diskontinuitas berukuran besar memerlukan waktu penetrasi antara 3 sampai 5 menit. Suhu

benda uji dan suhu cairan penetrant dapat mempengaruhi waktu diam yang disyaratkan.

Menghangatkan benda uji mempercepat penetrasi dan mempersingkat waktu diam. Namun

demikian perlu diperhatikan agar tidak berlebihan memanaskan spesimen karena suhu

yang terlalu tinggi menyebabkan penguapan penetrant dari dalam diskontinuitas, yang

akhirnya akan mengurangi sensitivitas. Waktu diam didasarkan pada asumsi bahwa penetrant

tetap dalam kondisi basah pada permukaan benda. Penambahan penetrant selama waktu

diam diperbolehkan. Pada tiap kasus, waktu diam ditentukan oleh jenis diskontinuitas yang

akan dicari dan rekomendasi dari pabrik pembuat penetrant.

2.3.3 Pembersihan Penetrant SisaWater washable penetrant mengandung zat pengemulsi, atau dinamakan penetrant

self-emulsifying. Penetrant ini larut dalam air dan mudah dibersihkan dengan bilasan air.

Harus diperhatikan agar volume dan kekuatan semprot tidak sampai membasuh penetrant

dari dalam diskontinuitas. Aliran air yang pejal tidak diinginkan. Air dalam bentuk percikan

37

kasar menghasilkan pembersihan yang optimal. Tekanan air tidak boleh melebihi 40 psi.

Suhu air pembilas yang direkomendasikan sebesar 10oC - 38oC. Suhu air melebihi 38oC tidak

direkomendasikan karena dapat mempercepat penguapan penetrant. Sudut semprot yang

paling efektif adalah 45-75 derajat. Gambar di bawah memperlihatkan cara pembersihan sisa

penetrant water washable di permukaan benda uji.

Gambar 2.4 Cara pembersihan penetrant sisa (water washable penetrant)

Post-emulsifiable penetrant tidak mengandung zat pengemulsi. Penetrant ini tidak

larut dalam air. Post-emulsifiable penetrant memerlukan dua langkah proses pembersihan.

Sisa penetrant dibersihkan dengan aplikasi emulsifier secara terpisah sehingga penetrant

dapat dibilas dengan air. Lamanya waktu diam untuk emulsifier adalah satu sampai empat

menit mengacu pada rekomendasi pabrik pembuat dan jenis diskontinuitas yang dicari. Hasil

campuran antara penetrant dan emulsifier selanjutnya dapat dibilas dengan air.

Gambar 2.5 Cara pembersihan penetrant sisa (post-emulsifiable penetrant)

38

Emulsifikasi penetrant jenis ini dilakukan dengan pencelupan, penyemprotan atau

penuangan, namun tidak boleh diaplikasikan dengan kuas. Aplikasi dengan kuas

menyulitkan pengontrolan emulsifikasi, disamping bulu-bulu kuas bisa masuk ke dalam

diskontinuitas. Terdapat dua jenis emulsifier yang digunakan dalam proses pembersihan

yaitu lipophilic dan hydriphilic. Proses lipophylic dan hydrophilic memiliki mekanisme yang

sangat berbeda dalam merubah penetrant berbahan dasar menjadi campuran yang bisa dibilas

dengan air.

Mekanisme emulsifikasi lipophilic adalah dengan cara difusi. Molekul emulsifier

memasuki lapisan penetrant, sementara pada saat yang bersamaan molekul penetrant

memasuki lapisan emulsifier. Laju difusi akan bertambah dengan peningkatan konsentrasi

dan penambahan suhu. Emulsifier lipophylic dijual dalam bentuk siap pakai dan tidak

memerlukan pencampuran lagi.

Gambar 2.6 Proses emulsifikasi lipophylic (post-emulsifiable penetrant)

Mekanisme emulsifikasi hydrophilic adalah dengan cara pengelupasan lapisan

penetrant, emulsifier hydrophilic adalah larutan antara air dan zat kimia yang disebut

surfactant. Dijual di pasaran dalam bentuk konsentrat dan harus dicampur dulu dengan air

sebelum atau selama proses pembersihan. Konsentrat disyaratkan mengandung air

maksimum sebesar 5%, atau dengan melarutkan penetrant sehingga tidak terdeposit kembali

ke permukaan. Karena post emulsifiable penetrant tidak kompatibel dengan air,

direkomendasikan untuk melakukan pembilasan awal sebelum aplikasi emulsifier.

Pembilasan awal menghilangkan 60- 80% lapisan penetrant di permukaan, sehingga banyak

mengurangi terjadinya kontaminasi pada emulsifier. Pembilasan awal juga menghasilkan

lapisan penetrant permukaan yang rata. Emulsifier hydrophilic diaplikasikan dengan cara

pencelupan atau penyemprotan. Segera setelah proses emulsifikasi, disyaratkan untuk

membilas seluruh bagian benda uji dengan air bersih. Langkah ini akan menghentikan aksi

emulsifikasi yang masih tersisa di permukaan benda.

39

Gambar 2.7 Proses emulsifikasi hydrophylic (post-emulsifiable penetrant)

Solvent removable penetrant menggunakan penetrant jenis post-emulsification.

Solvent digunakan untuk menghilangkan pentrant sisa yang ada di permukaan benda. Solvent

removable penetrant menguntungkan dari segi portabilitas dan dapat digunakan di luar tanpa

menggunakan peralatan yang berat dan rumit. Cara ini sangat memuaskan untuk

pemeriksaan pemeliharaan dan untuk memeriksa bagian dari suatu struktur yang besar.

Penetrant seringkali diaplikasikan dari kaleng semprot bertekanan yang membuat sistem ini

sangat portabel. Setelah waktu diam terpenuhi, penetrant sisa pada mulanya diseka dengan

lap penyerap dan kemudian dibersihkan dengan lap yang dibasahi dengan solvent. Jangan

pernah menyemprotkan solvent secara langsung ke permukaan benda karena akan

menghilangkan penetrant dari dalam diskontinuitas.

Gambar 2.8 Proses pembersihan penetrant sisa (solvent removable penetrant)

40

2.3.4 Aplikasi Developer

Indikasi adanya diskontinuitas bisa saja nampak sebelum developer

diaplikasikan, namun langkah ini akan memastikan bahwa semua diskontinuitas akan

tampak oleh mata telanjang. Proses developing dilakukan dengan mengaplikasikan

serbuk berdaya serap tinggi ke permukaan benda uji setelah sisa penetrant

dibersihkan. Penetrant akan tertarik keluar dari diskontinuitas akibat gaya kapiler

yang kuat dari serbuk developer.

Gambar 2.9 Indikasi tampak setelah aplikasi developer

Seperti diperlihatkan dalam Gambar 2.9, citra diskontinuitas pada developer

tampak lebih luas dibanding ukuran diskontinuitas sebenarnya. Ada dua jenis

developer yang dipakai saat ini – kering dan basah. Keduanya memakai serbuk putih

dan perbedaan utamanya terletak pada metoda aplikasinya.Developer kering dijual dalam bentuk butiran halus, serbuk putih lembut. Aplikasi

dilakukan dengan dengan alat penyemprot bertekanan rendah. Dapat juga menggunakan kuas

halus atau karena bentuknya yang sangat halus, benda uji dapat dibenamkan ke dalam tangki

developer, diangkat, dan sisa developer di permukaan dihilangkan dengan cara meniup,

menggoyang-goyang, atau mengetuk-ketuk benda uji. Permukaan benda uji harus benar-

benar kering sebelum serbuk developer diaplikasikan. Permukaan yang basah menghasilkan

lapisan

yang tidak merata, bahkan bisa terjadi peggumpalan serbuk. Indikasi diskontinuitas akan

terhalangi. Developer kering biasanya dipakai bersama dengan penetrant fluorescent.

Developer basah ada dua jenis yaitu non aqueous wet developer dan water base wet

developer. Non aqueous wet developer terikat dalam suatu suspensi solvent dan dikemas

dalam kaleng semprot bertekanan. Penguapan solvent membantu menarik penetrant dari

41

dalam

diskontinuitas. Nonaqueous wet developer paling sering digunakan bersama solvent

removable penetrant dan jarang dipakai bersama water washable atau post-emulsifiable

penetrants. Nonaqueous wet developer merupakan jenis developer yang paling sensitif dalam

mendeteksi diskontinuitas halus. Hasil terbaik diperoleh apabila developer diaplikasikan

dalam bentuk lapisan tipis dan rata. Seperti halnya developer kering, nonaquous developer

hanya diaplikasikan pada permukaan yang benar-benar kering.

Water-base wet developer Pada water-base wet developer, serbuk developer dicampur

dengan air. Developer ini terdiri dari dua jenis: water suspended dan water soluble

developers.

1. Pada water suspended developer, partikel serbuk developer terikat dalam suspensi

dengan air dan perlu diaduk terus-menerus agar tidak mengendap.

2. Pada water soluble developer, serbuk developer larut dalam air dan membentuk suatu

larutan yang tidak perlu diaduk lagi. Water soluble developer menghasilkan

sensitivitas yang lebih baik untuk mendeteksi diskontinuitas halus.

Water suspended dan water soluble developers umumnya digunakan dengan water

washable atau post emulsifiable penetrants, dan jarang dengan solvent removable penetrant.

Mereka diaplikasikan saat permukaan benda uji masih dalam kondisi basah setelah

pembilasan. Metoda aplikasi water base wet developer adalah dengan cara pencelupan,

penuangan, dan penyemprotan.

2.3.5 Interpretasi dan Evaluasi IndikasiPencahayaan yang tepat harus dijadikan pertimbangan pertama dalam pemeriksaan

benda uji.

Jika dipakai fluorescent dye penetrant maka diperlukan ruangan gelap dan lampu

ultraviolet dengan intensitas yang memadai.

Jika dipakai visible dye penetrant, diperlukan penerangan dengan cahaya biasa.

Setelah indikasi diketahui lokasinya, selanjutnya diinterpretasi. Selama interpretasi,

penyebab dan pengaruh indikasi terhadap artikel atau benda uji harus ditentukan. Pada tahap

ini indikasi tersebut diklasifikasikan sebagai palsu, tidak relevan atau relevan. Evaluasi

mengikuti interpretasi. Jika selama tahap evaluasi ditentukan bahwa diskontinuitas

membahayakan pemakaian komponen, atau tidak memenuhi kriteria penerimaan dan

penolakan, diskontinuitas tersebut selanjutnya diklasifikasikan sebagai cacat atau defect.

42

Indikasi palsu: Penyebab indikasi palsu yang paling umum adalah pembersihan yang

buruk, kondisi pemrosesan yang buruk, bilik pemeriksaan yang kurang bersih, atau aspek

lain dari proses penetrant. Operator dapat dengan mudah mengatakan jika pembilasan sudah

dilakukan dengan benar dengan memakai lampu ultraviolet selama dan setelah proses

pembersihan penetran fluorescent. Untuk menghindari indikasi palsu, harus diperhatikan

agar tidak ada kontaminasi dari luar seperti berikut ini:

1. Jejak penetrant di tangan operator.

2. Kontaminasi developer basah atau kering.

3. Penetran yang berpindah dari indikasi lain ke spesimen yang bersih.

4. Jejak penetrant di meja pemeriksaan.

Indikasi nonrelevant disebabkan karena ketidak teraturan permukaan atau konfigurasi

benda yang pada kebanyakan kasus akibat disain. Indikasi nonrelevant disebabkan karena

adanya press fitted, alur, splined, atau kelingan. Termasuk juga dalam indikasi nonrelevant

adalah kerak lepas dan pemukaan kasar pada benda tempa, benda cor dan pengelasan.

Indikasi nonrelevant dianggap tidak menggangu pemakaian komponen. Sama halnya dengan

indikasi palsu, inspektor harus memeriksa indikasi ini dengan hati-hati untuk memastikan

agar jangan sampai menutupi indikasi relevant.

Indikasi relevant (indikasi sebenarnya) disebabkan karena diskontinuitas permukaan

yang telah diinterpretasikan bukan sebagai indikasi palsu atau nonrelevant. Indikasi

sebenarnya harus dievaluasi penyebab sampai pada pengaruh yang ditimbulkannya pada usia

pakai komponen. Penting dicatat bahwa semua indikasi relevant adalah diskontinuitas,

namun tidak semua diskontinuitas adalah cacat.

2.3.6 Pembersihan AkhirSetelah spesimen diperiksa, sangat penting untuk mencucinya dengan bersih.

Pembersihan akhir yang menyeluruh perlu dilakukan karena sisa-sisa penetrant dan

developer akan mengikat uap air dan mengakibatkan korosi, atau zat-zat tersebut dapat

mengganggu proses atau penggunaan selanjutnya. Pembersihan akhir biasanya melibatkan

jenis proses pembersihan yang sama seperti pada pembersihan awal.

43

Diagram Alir Tahapan Pengujian

Untuk Teknik Water-Removable (Proses I-A atau II-A)

44

Gambar 2.10 Water-Removable Technique (Process I-A or II-A).

Untuk Teknik Post-emulsifiable (lipophilic) (Proses I-B atau II-B).

45

Gambar 2.11 Post-emulsifiable Technique (lipophilic) (Process I-B or II-B)

Untuk Teknik Solvent Removable (Proses I-C atau II-C).

Gambar 2.12 Solvent Removable Technique (Process I-C or II-C)

46

Untuk Teknik Post-emulsifiable (hydrophilic) (Proses I-D)

47

Gambar 2.13 Post-emulsifiable Technique (hydrophilic) (Process I-D)

2.4 Prosedur

Pengujian penetrant harus dilakukan berdasarkan prosedur tertulis yang berisi

persyaratan-persyaratan minimal seperti tercantum dalam Tabel 2.2

Tabel 2.2 Persyaratan prosedur pengujian penetrant

RequirementsEssential

Variable

Non-

essential

Variable

Identification of and any change

in type or family group of

penetrant materials including

developers, emulsifiers, etc.

x -

Surface preparation (finising and

cleaning, including type of

cleaning solvent)

x -

Method of applying penetrant

Method of removing excess

surface penetrantx -

Hydrophilic or lipophilic

emulsifier concentration and

dwell time in dip tanks and

agitation tome for hydrophilic

emulsifiers

x -

Hydrophilic emulsifier

concentration in sprayx -

48

applications

Method of applying developer x -

Minimum and maximum time

periods beetween steps in drying

aids

x -

Decrease in penetrant dwell time x -

Increase in developer dwell time

(Interpretation time)x -

Minimum light intensity x -

Surface temperatur outside 20oC

to 50oC or as previously qualifiedx -

Permormance demontration,

when requiredx -

Personel qualification

requirements- x

Material, shapes, or sizes to be

examined and the extent of

examination

- x

Post-examination cleaning

teqhnique- x

2.4.1 Teknik Untuk Temperatur Pengujian Standard

Temperatur penetrant dan permukaan yang akan diuji harus berada di antara

5oC – 52oC selama pengujian berlangsung.

49

2.4.2 Teknik Untuk Temperatur Pengujian Nonstandard

Ketika tidak memungkinkan untuk melakukan pengujian penetrant dengan

rentang temperatur antara 5oC – 52oC, maka diperlukan kualifikasi terhadap material

penetrant dari prosedur yang dibuat untuk rentang temperatur lebih tinggi atau lebih

rendah dari temperatur standard. Kualifikasi ini dilakukan menurut Mandatory

Appendix III ASME Section V Article 6.

2.4.3 Batasan Teknik

Pengujian fluorescent penetrant tidak boleh diikuti dengan pengujian color

contrast penetrant. Pencampuran material penetran dari jenis/famili yang berbeda

atau berbeda pabrikan tidak diijinkan.

2.4.4 Kalibrasi

Light meter baik visible maupun fluorescent (black light meter) harus

dikalibrasi minimal sekali dalam setahun atau setelah dilakukan perbaikan, jika light

meter tidak digunakan dalam jangka waktu setahun atau lebih, kalibrasi harus

dilakukan sebelum digunakan.

2.4.5 Minimum Dwell Time

Tabel 2.3 Persyaratan dwell time minimal

2.4.6 Pencahayaan

50

Intensitas cahaya pada permukaan benda uji atau lokasi yang diperiksa harus

minimal 100 fc (1000 lx) untuk visible penetrant dan minimal 1000 μW/cm2 untuk

fluorescent penetrant.

2.5 Evaluasi

Interpretasi dan evaluasi akhir dilakukan antara 10 (sepuluh) hingga 30 (tiga

puluh) menit dihitung setelah developer yang disemprotkan ke permukaan mulai

mengering. Indikasi diskontinuitas bisa lebih besar dari diskontinuitas yang

menyebabkannya, namun ukuran indikasi yang dipakai sebagai dasar untuk

mengevaluasi keberterimaan. Indikasi relevan adalah indikasi yang diakibatkan oleh

diskontinuitas yang membuka ke permukaan yang ukuran terbesarnya > 1.5 mm.

Indikasi nonrelevan adalah indikasi yang diakibatkan oleh kondisi-kondisi selain

diskontinuitas seperti ketidakteraturan permukaan akibat permesinan, penggerindaan,

atau pengelasan. Latar belakang berwarna merah di daerah yang diperiksa yang dapat

menutupi indikasi diskontinuitas adalah tidak diijinkan dan daerah tersebut harus

dibersihkan dan diuji ulang. Indikasi linier adalah indikasi-indikasi yang memiliki

panjang lebih besar dari tiga kali lebarnya (L > 3W). Indikasi rounded adalah

indikasi-indikasi yang bentuknya bundar atau elips dengan panjang kurang dari atau

sama dengan tiga kali lebarnya (L ≤ 3W).

KRITERIA KEBERTERIMAAN

Semua permukaan yang diuji harus bebas dari:

a) Indikasi linier yang relevan (> 1.5 mm).

b) Indikasi rounded yang relevan, dimana ukurannya > 5 mm.

c) Empat atau lebih indikasi rounded yang relevan berjajar dalam satu garis,

terpisah satu sama lainnya pada jarak ≤ 1.5 mm, dari ujung ke ujung.

2.6 Reporting

Form laporan hasil pengujian penetrant dapat dilihat pada Lampiran 1

51

BAB 3UJI MAGNETIK PARTIKEL

3.1 Umum

Saat ini teknik pengujian magnetik partikel sangat luas mencakup perangkat

pemeriksaan portabel, tetap, dan semi-otomatis. Pengujian magnetik partikel

menggunakan magnet permanen, elektromagnet baik menggunakan AC atau DC,

atau kombinasi keduanya. Media deteksi yang tersedia sebagai bubuk kering atau

sebagai suspensi cair. Tersedia banyak warna sehingga memberikan kontras dengan

warna permukaan atau latar belakang benda uji dan juga tersedia partikel fluorescent

untuk sensitivitas maksimum.

Pengujian magnetik partikel (MT) adalah metode uji tak rusak (NDT) untuk

mendeteksi diskontinuitas, terutama diskontinuitas linear yang terletak di permukaan

atau dekat permukaan pada material feromagnetik.

Berdasarkan sifat magnetnya logam diklasifikasikan menjadi diamagnetik,

paramagnetik dan feromagnetik. Logam-logam diamagnetik memiliki kerentanan

yang kecil dan negatip terhadap magnetisasi (sedikit menolak), air raksa, bismuth,

seng, tembaga, perak, dan emas adalah contoh material diamagnetik. Logam-logam

paramagnetik memiliki kerentanan yang kecil dan positip terhadap magnetisasi

(sedikit tertarik), aluminium, platina, tembaga sulfat, magnesium, molybdenum,

lithium, dan tantalum adalah contohnya. Logam-logam ferromagnetik – memiliki

kerentanan yang besar dan positip terhadap magnetisasi, memiliki daya tarik yang

kuat, dan mampu menahan magnetisasi setelah medan magnet dihilangkan, besi,

cobalt, nikel, dan gadolinium adalah contoh logam ferromagnetik. Hanya logam-

logam ferromagnetik yang umumnya diperiksa menggunakan metoda pengujian

partikel magnet.

Magnet adalah material yang memiliki kemampuan menarik besi atau baja

dan material logam lainnya. Apabila material dimagnetisasi maka akan memiliki

52

medan magnet dan akan menarik logam tertentu dan medan magnet lain. Karena

memungkinkan untuk memagnetisasi logam tertentu, maka dimungkinkan juga untuk

menampakkan diskontinyuitas menggunakan media berupa serbuk besi yang

memiliki daya tarik magnet. Medium tersebut diaplikasikan pada permukaan benda

uji setelah atau selama diinduksi medan magnet

Gambar 3.1 Kebocoran medan magnet akibat diskontinuitas menyebabkan serbukbesi tertarik pada area sekitar diskontinuitas.

Jika sebuah magnet dibengkokkan hingga membentuk lingkaran tertutup,

maka seluruh medan magnet berada di dalamnya dan tidak ada gaya luar, sebuah

retakan pada magnet tersebut akan mengganggu aliran garis gaya magnet dan

menciptakan kebocoran flux. Kebocoran medan atau flux adalah garis gaya magnet

yang meninggalkan komponen bergerak dari satu kutub ke kutub lain yang

berlawanan muatan. Partikel besi hanya akan tertarik pada tempat dimana garis gaya

atau flux memasuki atau meninggalkan magnet.

Pada tempat dimana terjadi kebocoran medan magnet, partikel besi akan

teertarik dan membentuk suatu indikasi diskontinuitas. Diskontinuitas di bawah

permukaan bahkan juga bisa terdeteksi jika kebocoran medannya cukup kuat untuk

menarik partikel besi.

Suatu benda termagnetisasi apabila sebagian atau seluruh domain magnetnya

memiliki orientasi ke kutub utara dan selatan seperti Gambar 3.2

53

Gambar 3.2 Karakteristik Domain Magnet Material yang Tidak Termagnetisasi danTermagnetisasi

Kemampuan sebuah magnet untuk menarik atau menolak terpusat pada

daerah yang dinamakan kutub magnet. Kutub utara dan selatan memperlihatkan daya

tarik. Gambar 3.3 di bawah ini yang dinamakan garis gaya magnet yang membentuk

sebuah rangkaian tertutup.

Gambar 3.3 Garis Gaya Magnet

Semua garis-garis gaya magnet membentuk medan magnet. Garis-garis gaya

magnet dari sebuah magnet permanen memiliki sifat sebagai berikut:

1. Membentuk rangkaian tertutup antara kutub utara dan selatan.

2. Tidak memotong satu sama lainnya.

3. Selalu mencari lintasan dengan tahanan magnetis yang terkecil.

4. Kerapatannya berkurang dengan bertambahnya jarak dari kutub.

5. Memiliki arah, menurut kesepakatan, dari kutub utara ke kutub selatan di luar

magnet, dan dari kutub selatan ke kutub utara di dalam magnet.

Gaya yang menarik material magnet lain ke kutub suatu magnet dinamakan

flux megnetik. Flux magnetik tersusun dari semua garis-garis gaya magnet. Magnet

tapal kuda akan menarik material magnetis lain hanya pada tempat dimana garis-

garis gaya meninggalkan atau memasuki magnet.

Ada beberapa teknik magnetisasi yang dapat digunakan dalam melakukan

pengujian magnetik yaitu magnetisasi melingkar induksi langsung dengan

mengalirkan arus ke dalam benda memakai head shot dan juga bisa memakai prods.

54

Sedangkan induksi tak langsung bisa dilakukan dengan menempatkan central

konduktor pembawa arus ke dalam benda uji.

Gambar 3.4 Magnetisasi Melingkar Induksi Langsung Menggunakan Head shot &Prods

Gambar 3.5 Magnetisasi Melingkar Induksi Tak Langsung Menggunakan CentralKonduktor

Teknik magnetisasi yang lain adalah magnetisasi memanjang, dimana medan

magnet memanjang diinduksikan ke dalam spesimen dengan cara menggunakan yoke

dan kumparan atau solenoid. Yoke pada dasarnya merupakan sebuah magnet tapal

kuda temporer, yoke dibuat dari inti besi lunak yang memiliki retentivity rendah

yang dimagnetisasi memakai kumparan kecil disekeliling batang horozontalnya.

Jika panjang spesimen beberapa akali lebih besar dari diameter atau

penampangnya, spesimen dapat dimagnetisasi dengan menempatkannya di dalam

kumparan.

55

Gambar 3.6 Magnetisasi Memanjang Menggunakan Yoke

Gambar 3.7 Magnetisasi Memanjang Menggunakan Kumparan

Sifat-sifat logam berikut ini dapat menentukan seberapa efektif penggunaan metoda

partikel magnet untuk mengevaluasi sebuah komponen.

1. Permeabilitas, mengacu pada mudah tidaknya medan magnet terbentuk di

dalam benda yang diperiksa. Permeabilitas tinggi mudah menjadi magnet.

Permeabilitas rendah sulit menjadi magnet.

2. Reluktansi, lawan dari permeabilitas magnet. Material dengan permealitias

tinggi akan memiliki reluktansi yang rendah.

3. Magnetisme sisa, mengacu pada jumlah magnetisme yang tertahan setelah

gaya magnet dihilangkan.

56

4. Retentivity, yaitu kemampuan suatu material untuk menahan sejumlah

tertentu magnetisme sisa.

5. Gaya coercive, yaitu gaya magnet pembalik yang diperlukan untuk

menghilangkan magnetisme sisa dari benda.

Contoh: jika sebuah baja karbon tinggi ditempatkan dalam medan magnet akan

menunjukkan hal-hal berikut:

a) Baja tersebut memiliki permeabilitas rendah karena sulit termagnetisasi.

b) Baja memiliki reluktansi yang tinggi untuk menerima medan magnet karena

tingginya kadar karbon.

c) Baja memiliki medan magnetisme sisa yang tinggi. Baja karbon tinggi

enggan untuk menerima medan magnet, namun enggan juga untuk

mengeluarkannya setelah menerima.

d) Baja memiliki penahanan yang tinggi terhadap medan magnet yang telah ia

peroleh.

e) Diperlukan gaya magnet pembalik yang tinggi untuk menghilangkan

magnetisme sisa dari komponen baja berkadar karbon tinggi.

Keterbatasan pengujian partikel magnet yaitu hanya berlaku untuk material

ferromagnetik. Pengujian partikel magnet tidak mampu mendeteksi diskontinuitas

yang letaknya lebih dalam dari 4 mm di bawah permukaan. Namun demikian,

kedalaman penetrasi akan tergantung pada permeabilitas material, jenis

diskontinuitas, dan besar serta jenis arus yang dipakai.

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Peralatan Pengujian Partikel Magnet

Hal-hal berikut ini sebaiknya dipertimbangkan saat memilih peralatan untuk

pengujian partikel magnet:

1. Metoda yang dipakai basah atau kering

2. Jenis arus magnetisasi (AC atau DC)

3. Demagnetisasi memakai unit terpisah atau terpadu?

4. Besarnya arus yang disyaratkan.

5. Ketersediaan sumber arus listrik.

6. Peralatan tambahan yang diperlukan.

57

Type peralatan untuk pengujian partikel magnet meliputi peralatan stasioner

(peralatan horizontal partikel basah) peralatan mobile dan portable (menggunakan

yoke, prods atau magnet permanen)

Gambar 3.8 Peralatan Stasioner

Gambar 3.9 Peralatan Portable

1) Flux Direction Indicator

a) Pie Gauge

b) Burmah Castrol Strips

58

(a) (b)

Gambar 3.10 (a) Pie Gauge dan (b) Burmah Castrol Strips

Alat ini berfungsi untuk menentukan arah megnetisasi, selain itu juga berfungsi

sebagai verifikator, dalam arti memastikan jika memang ada diskontinuitas pada

benda yang diuji akan ditampilkan.

2) Gauss Meter dan Light Meter

Berfungsi untuk mendeteksi adanya medan magnet sisa setelah pengujian dilakukan

Gambar 3.11 Gauss Meter

3.2.2 Material atau Bahan Pengujian Partikel Magnet

1. Media Serbuk atau Partikel Magnet

Harus memiliki sifat-sifat permeabilitas tinggi, retentivitas rendah.

Ferromagnetik dan tidak beracun. Partikel magnet yang memiliki sifat-sifat tersebut

akan memberikan respon terbaik jika ada kebocoran medan, namun tidak menahan

magnet saat medan dihilangkan.

Bentuk partikel magnet sebaiknya bulat dan harus memiliki tingkat mobilitas

tinggi serta memiliki daya tarik yang besar. Partikel yang bulat dan halus

memberikan mobilitas yang baik namun daya tariknya kecil. Partikel yang panjang,

59

ramping, bergerigi memiliki daya tarik terbaik, namun tidak memiliki mobilitas yang

baik untuk bergerak ke arah kebocoran medan magnet. Pada metoda basah, dipakai

oksida besi yang bersifat magnetis karena ukurannya sangat halus dan memiliki

permeabilitas lebih rendah ketimbang partikel logam kering. Ukuran partikel harus

sangat kecil pada metoda basah agar partikel tetap berada dalam suspensi cairan.

Mobilitas adalah sifat yang penting karena jika ada kebocoran medan, partikel

harus sanggup bergerak untuk membentuk sebuah pola atau indikasi. Pada metoda

kering, mobilitas dibantu dengan penyapuan atau peniupan partikel ke permukaan

yang diperiksa. Mobilitas dapat juga dibantu dengan cara menggetar-getarkan

spesimen setelah partikel disapukan ke permukaan benda. Arus bolak-balik juga

membantu mobilitas, karena medan arus bolak-balik menyebabkan partikel bergerak-

gerak. Pada metoda basah, mobilitas sangat terbantu karena partikel tersuspensi di

dalam cairan

Visibilitas merupakan sifat yang penting dalam pengujian partikel magnet dan

diperlukan sumber cahaya yang memadai. Partikel magnet biasanya tersedia dalam

warna abu-abu, merah, dan hitam, dimana pemilihan warna ditentukan oleh kontras

terbaik dengan permukaan benda. Partikel fluorescent umumnya digunakan dalam

metoda basah untuk membantu visibilitas, namun mensyaratkan pemakaian lampu

ultraviolet.

2. White Contrast Paint (WCP)

Merupakan pelapis permukaan benda yang akan diuji agar dapat memberikan

kontras yang baik sehingga visibilitas partikel magnet menjadi lebih baik.

3. Cleaner atau Remover

Bahan kimia berfungsi untuk bahan pembersih permukaan benda yang akan

diuji

60

3.3 Persyaratan Arus Magnetisasi

Besar arus magnetisasi yang diperlukan dipengaruhi oleh:

a. Permeabilitas material,

b. Bentuk dan ketebalan benda uji,

c. Jenis diskontinuitas yang dicari.

Jika penampang melintang benda tidak seragam, arus magnetisasi pertama

didasarkan pada penampang terkecil dulu, baru kemudian ke penampang yang lebih

besar dan seterusnya.

Pada magnetisasi melingkar, panjang spesimen uji tidak mempengaruhi

besarnya arus. Jika spesimen lebih panjang, maka hambatan listrik akan bertambah

besar, sehingga akan memerlukan potensial yang lebih besar untuk menghasilkan

arus yang disyaratkan.

Pada magnetisasi memanjang, panjang spesimen adalah faktor yang harus

diperhitungkan. Selalu gunakan arus terkecil terlebih dahulu untuk menguji

penampang terkecil, baru kemudian arus yang lebih besar untuk diameter penampang

berikutnya

3.3.1 Magnetisasi Melingkar

Besarnya arus akan bervariasi, mengikuti bentuk dan permabilitas material

yang diuji. Sebuah spesimen uji dengan indikasi khusus merupakan metoda yang

bagus untuk menjamin bahwa arus yang digunakan cukup untuk menampakkan

indikasi.

Arus yang terlalu tinggi akan memanaskan komponen atau bisa menimbulkan

pengumpulan partikel besi secara berlebihan. Arus yang terlalu kecil tidak cukup

untuk menghasilkan kebocoran flux guna menarik partikel besi. Yang menentukan

besarnya arus untuk magnetisasi melingkar suatu spesimen adalah prosedur untuk

pengujian yang dilakukan tersebut. Kaidah berikut ini dipakai untuk menentukan

besarnya arus yang diperlukan:

Gunakan 700 – 1000 Ampere per inchi (280 – 400 Ampere per centimeter)

ketebalan/ diameter atau diagonal komponen

Untuk menggunakan kaidah ini pada benda dengan ketebalan lebih besar, langsung

kalikan 700 dan 1000 dengan inchi ketebalan benda, contoh:

61

Berapa arus yang diperlukan untuk benda berikut ini? Batang baja ukuran 10 x

3 x 2 inchi tebal. Jawab: 1400 sampai 2000 ampere.

Berapa arus yang disyaratkan untuk memagnetisasi melingkar sebuah poros

pada head shot berikut?

Gambar 3.12 Magnetisasi melingkar pada poros

Jawab: 700 – 1000 untuk shot pertama 1750 – 2500 untuk shot kedua

Rumus berikut ini menghitung arus yang diperlukan untuk magnetisasi kontak

langsung dari penampang melintang benda yang bentuknya aneh.

Dimana: I = arus magnetisasi

P = keliling dari penampang melintang dalam inchi

Kaidah penggunaan 700 sampai 1000 ampere per inchi ketebalan juga

diaplikasikan untuk magnetisasi melingkar memakai central conductor. Tebal benda

diukur dari diameter terluarnya, contoh

Berapakah rentang arus untuk memagnetisasi tiga komponen pada central

conductor di bawah ini?

Gambar 3.13 Magnetisasi melingkar menggunakan central conductor

62

Jawab: 700 – 1000 untuk mur 1 inchi 1400 – 2000 untuk ring 2 inchi 2100 – 3000

untuk spacer 3 inchi.

Pada saat menggunakan central conductor untuk memagnetisasi sebuah benda,

selalu gunakan penghantar terbesar yang cocok untuk situasi tersebut, karena

diameter penghantar mempengaruhi medan magnet yang dihasilkan. Lebar medan

magnet efektif dari sebuah central conductor kira-kira empat kali diameternya seperti

dalam gambar berikut.

Gambar 3.14 Lebar medan mgnet efektif menggunakan central conductor

Untuk benda-benda silinder berdiameter besar bila dibandingkan central

conductornya, perlu dilakukan beberapa kali magnetisasi dan pemeriksaan dimana

posisi medan megnetnya harus overlap kira-kira 10%.

Prods adalah penghantar arus listrik (biasanya tembaga) yang dipakai untuk

memagnetisasi daerah tertentu seperti gambar di bawah ini. Perhatian: penggunaan

prods dilarang pada beberapa aplikasi karena kemungkinan terjadinya kebakaran

pada ujung sentuh.

Gambar 3.15 Magnetisasai menggunakan prod

Magnetisasi prods menghasilkan medan magnet melingkar pada benda. Pada gambar

di atas, dapatkah anda memakai kaidah tangan kiri untuk menentukan apakah arus

listrik mengalir dari A ke B atau dari B ke A. Saat menggunakan prods, besar arus

listrik yang dipakai akan bervariasi dengan hal-hal berikut:

63

a) Ketebalan benda

b) Jarak antar prods.

Pedoman untuk menentukan seberapa besar arus DC dan jarak terbaik antar

prod untuk sembarang pengujian ditunjukkan pada tabel di bawah ini.

Tabel 3.1 Ketentuan besar arus dan jarak efektif prod

Spasi Prod (mm)Tebal Benda Uji (mm)

< 19 19 dan Over

51 – 102 200 – 400 amps 230 – 460 amps

Over 102 – less than 152 400 – 600 1mps 460 – 690 amps

152 - 203 600 – 800 amps 690 – 920 amps

Jika dipakai arus HWDC, kuat medan per ampere kurang lebih sama seperti

arus DC pada jarak antar prods tertentu (6 sampai 8 inchi). Namun demikian,

mengingat HWDC membutuhkan daya yang lebih kecil dan menghasilkan efek

pemanasan lebih rendah pada titik sentuh prods, arus ini lebih direkomendasikan.

HWDC juga menghasilkan mobilitas partikel yang lebih baik dibanding DC. Prods

sebaiknya diposisikan pada benda sehingga medan magnet melingkar yang

dihasilkannya pada arah 90o terhadap diskontinuitas yang dicari.

3.3.1 Magnetisasi Memanjang

Jika memakai kumparan untuk menghasilkan medan magnet memanjang, kuat

medan ditentukan oleh hasil kali antara besar arus dan jumlah lilitan dalam kumparan.

Kebanyakan kumparan memiliki 3 hingga 5 lilitan. Sebagai contoh, arus 800 ampere

yang melalui kumparan lima lilitan akan menghasilkan gaya magnet sebesar 4000

ampere-lilitan. Ada beberapa rumus untuk menentukan besarnya arus yang

disyaratkan untuk menginduksikan medan magnet memanjang pada benda. Hal yang

harus ditentukan oleh teknisi NDT adalah faktor pengisisan antara kumparan dan

benda, serta perbandingan panjang-diameter dari benda yang diperiksa.

Faktor Pengisian (Fill Factor)

Ada tiga macam faktor pengisian:

64

1. Faktor pengisian rendah – luas penampang melintang kumparan sepuluh kali

atau lebih besar dari pada luas penampang melintang material yang

dimagnetisasi. CSAkump ≥ 10 x CSAbenda

2. Faktor pengisian sedang – kondisi di antara faktor pengisian rendah dan

tinggi. 2 x CSAbenda ≤ CSAkump < 10 x CSAbenda

3. Faktor pengisian tinggi – luas penampang melintang kumparan kurang dari

dua kali luas penampang melintang material yang dimagnetisasi. CSAkump < 2

x CSAbenda

Faktor Pengisian Rendah

Rumus dasar perhitungan besar arus untuk induksi medan magnet memanjang pada

benda padat dengan faktor pengisian rendah dan menempel sisi kumparan adalah:

Rumus di bawah ini dipakai untuk benda dengan faktor pengisian rendah yang

diletakkan di pusat kumparan.

Faktor Pengisian Tinggi

Rumus di bawah ini dipakai untuk kumparan berfaktor pengisian tinggi. Dalam

kasus ini jika digunakan kumparan tetap atau lilitan kabel dimana luas penampang

kumparan kurang dari dua kali luas penampang benda, kumparan dikatakan memiliki

faktor pengisian yang tinggi.

Faktor Pengisian Sedang

65

Rumus di bawah ini dipakai untuk kumparan dengan faktor pengisian sedang

apabila penampang melintang kumparan lebih besar atau sama dengan dua kali dan

kurang dari sepuluh kali penampang melintang benda.

Harga L/D

Harga L/D dan jumlah lilitan dalam sebuah kumparan menentukan besarnya arus yang

disyaratkan untuk pemeriksaan, asalkan kondisi berikut ini terpenuhi:

1. Benda memiliki harga L/D antara 2 dan 15.

2. Benda atau bagian yang dimagnetisasi tidak melebihi panjang 18 inchi (46

cm).

3. Benda dengan panjang lebih dari 18 inchi (46 cm) mensyaratkan lebih dari

satu shot.

4. Luas penampang melintang benda tidak lebih dari 1/10 luas bukaan kumparan.

5. Lokasi benda menempel ke dinding kumparan dan TIDAK berada di pusat

kumparan dimana kerapatan medan magnetnya nol.

6. Harga L/D mengasumsikan bahwa benda adalah pejal. Jika bendanya

berongga, harus dipakai harga Deff sebagai diameter benda. Deff dihitung

memakai rumus:

Perlu diingat seperti telah disebutkan sebelumnya, panjang efektif dari medan magnet

memanjang adalah 6 sampai 9 inchi (15 sampai 23 cm) pada kedua sisi kumparan. Sebuah

benda dengan panjang lebih dari 18 inchi mensyaratkan dua shot atau lebih.

66

Gambar 3.16 Panjang efektif medan magnet memanjang

3.4 Tahapan dan Prosedur Pengujian

1. Surface preparation and Pre-cleaning

Penyiapan permukaan dengan dengan penggerindaan atau permesinan dapat

dilakukan apabila kekasaran permukaan dapat menutupi indikasi diskontinuitas.

Permukaan yang diperiksa dan daerah di dekatnya pada jarak minimum 25 mm harus

dibersihkan dari gemuk, minyak, dan kotoran-kotoran yang dapat mengganggu

jalannya pengujiannya. Jika lapisan cat nonmagnetik tidak dihilangkan dari

permukaan benda yang diuji, maka harus didemonstrasikan bahwa indikasi masih

dapat dideteksi melalui ketebalan maksimum lapisan cat tersebut.

2. Equipment Preparation

Yoke elektromagnetik AC maupun DC bisa dipakai untuk pengujian. Yoke AC

harus mampu mengangkat blok kalibrasi standard seberat 4,5 kg pada jarak kutub

maksimum yang dipakai pengujian. Yoke DC harus mampu mengangkat blok

kalibrasi standard seberat 18 kg pada jarak kutub maksimum yang dipakai pengujian

Light meter yang terkalibrasi harus dipakai untuk memeriksa intensitas cahaya

pada permukaan benda uji. Light meter harus dikalibrasi minimum setahun sekali

atau apabila light meter tersebut selesai direpair. Jika light meter tersebut tidak

dipakai selama setahun atau lebih, kalibrasi harus dilakukan sebelum light meter

tersebut digunakan. Indikator medan magnet pie-shape atau pie gauge atau Burmah

Castrol digunakan untuk memverivikasi arah dan kekuatan medan magnet pada

daerah yang diuji. Gaussmeter yang terkalibrasi harus digunakan untuk memeriksa

kekuatan medan magnet sisa setelah obyek didemagnetisasi.

67

3. White Contrast Paint Application

Pemberian white contrast paint pada permukaan benda uji, WCP boleh

disemprotkan pada permukaan benda yang diuji untuk meningkatkan kontras partikel

magnetik. Apabila dipakai WCP, maka harus didemonstrasikan bahwa indikasi

masih dapat dideteksi melalui ketebalan maksimum WCP tersebut.

4. Magnetization

Magnetisasi benda uji, dapat digunakan beberapa diantara teknik magnetisasi

melingkar menggunakan head shot, prod atau central conductor. Teknik magnetisasi

memanjang menggunakan yoke atau menggunakan kumparan. Seluruh pengujian

harus dilakukan dengan overlap untuk memperoleh 100% cakupan pada sensitivitas

yang diminta. Minimum harus dilakukan dua kali pengujian terpisah pada satu lokasi

dimana pada pengujian kedua, garis-garis gaya magnetnya harus tegak lurus garis-

garis gaya magnet pada pengujian pertama.

5. Magnetic Particles (ink) Application

Partikel basah harus disemprotkan dari kaleng bertekanan selama arus

magnetisasi menyala. Teknik ini dinamakan continuous. Yoke harus diletakkan pada

permukaan yang diperiksa, arus dinyalakan dan partikel magnet disemprotkan pada

permukaan diantara kaki-kaki yoke. Pembentukan indikasi selama penyemprotan

partikel magnet harus selalu diamati. Partikel magnet secara berlebihan di permukaan

yang diuji harus disingkirkan dengan peniupan tanpa mengganggu indikasi yang

telah terbentuk. Arus pengujian tetap dinyalakan pada saat pembersihan partikel

berlebih tersebut. Indikator medan magnet pie-shape atau Burmah Castrol dapat

dipakai untuk memverifikasi kekuatan dan arah medan magnet dengan

meletakkannya di atas bagian yang diuji. Indikator medan magnet tersebut juga dapat

dipakai untuk mengukur lebar overlap medan magnet yang diperlukan untuk

memperoleh cakupan pengujian sebesar 100%.

6. Interpretation and Evaluation

68

Pencahayaan yang tepat harus dijadikan pertimbangan pertama dalam

pemeriksaan benda uji.

Jika dipakai fluorescent partikel magnet maka diperlukan ruangan gelap dan

lampu ultraviolet dengan intensitas yang memadai.

Jika dipakai visible, diperlukan penerangan dengan cahaya biasa.

Intensitas cahaya tampak sebesar minimum 1000 Lux (100 fc) harus dicapai

pada permukaan yang diuji. Sumber cahaya dan verifikasi intensitas cahayanya harus

didemonstrasikan dan dicatat dalam laporan.

Setelah indikasi diketahui lokasinya, selanjutnya diinterpretasi. Selama

interpretasi, penyebab dan pengaruh indikasi terhadap artikel atau benda uji harus

ditentukan. Pada tahap ini indikasi tersebut diklasifikasikan sebagai palsu, tidak

relevan atau relevan. Evaluasi mengikuti interpretasi. Jika selama tahap evaluasi

ditentukan bahwa diskontinuitas membahayakan pemakaian komponen, atau tidak

memenuhi kriteria penerimaan dan penolakan, diskontinuitas tersebut selanjutnya

diklasifikasikan sebagai cacat atau defect.

Indikasi palsu: Indikasi palsu disebabkan jika partikel terkumpul dan tertahan

secara mekanis atau gravitasi. Jika benda memiliki permukaan kasar, ini akan

mengakibatkan indikasi palsu.

Indikasi nonrelevant Merupakan kelompok gangguan magnetis nonrelevant

yang bukan akibat adanya diskontinuitas atau kepecahan pada logam. Indikasi

nonrelevant umumnya dapat diakibatkan oleh penahanan di dalam logam dimana

garis-garis gaya harus melewatinya, seperti poros yang ada alurnya (lihat Gambar

3.12). Indikasi nonrelevant dapat disebabkan karena hal-hal berikut:

1. Arus magnetisasi yang berlebihan.

2. Disain struktur benda tersebut.

3. Perbedaan permeabilitas di dalam benda.

69

Gambar 3.17 Indikasi Nonrelevant

Indikasi relevant (indikasi sebenarnya) disebabkan karena diskontinuitas

permukaan yang telah diinterpretasikan bukan sebagai indikasi palsu atau

nonrelevant. Indikasi sebenarnya harus dievaluasi penyebab sampai pada pengaruh

yang ditimbulkannya pada usia pakai komponen. Penting dicatat bahwa semua

indikasi relevant adalah diskontinuitas, namun tidak semua diskontinuitas adalah

cacat. Indikasi permukaan menghasilkan pola yang tajam, nyata, jelas, dan melekat.

Indikasi bawah permukaan cenderung menghasilkan pola yang kurang nyata,

tersebar, dan kabur.

7. Post examination Cleaning

Pembersihan benda uji setelah pelaksanaan pengujian harus dilakukan sesegera

mungkin dengan cara yang tidak merusak komponen.

8. Demagnetizing

Demagnetisasi bisa dilakukan memakai yoke elektromagnetik dengan

membalik arah medan magnet secara berulang-ulang sambil menjauhkan yoke dari

permukaan yang diuji. Besarnya medan magnet sisa harus diverifikasi memakai

gaussmeter. Besarnya medan magnet sisa di seluruh bagian komponen yang diuji

maksimum sebesar 3 (tiga) Gauss.

70

3.4 Evaluasi

Interpretasi harus mengidentifikasi apakah sebuah indikasi itu palsu,

nonrelevan atau relevan. Sebuah indikasi yang diidentifikasi sebagai palsu atau

nonrelevan harus dibuktikan apakah benar-benar palsu atau nonrelevan. Indikasi

muncul akibat penahanan partikel magnet. Semua indikasi yang muncul belum tentu

merupakan ketidaksempurnaan. Indikasi dari sebuah ketidaksempurnaan bisa lebih

besar dari ketidaksempurnaan yang mengakibatkannya; namun, ukuran indikasi

adalah sebagai dasar evaluasi penerimaan. Hanya indikasi yang memiliki ukuran

terbesar lebih dari 1,5 mm dianggap relevan.

Indikasi linier adalah indikasi yang memiliki panjang lebih dari tiga kali

lebarnya (L > 3W).

Indikasi rounded adalah indikasi yang bentuknya bundar atau elips dengan panjang

kurang dari atau sama dengan tiga kali lebarnya (L ≤ 3W).

Berdasarkan ASME Section VIII Divisi 1 Mandatory Appendix 6 Semua

permukaan yang diuji harus bebas dari:

a) Indikasi linier yang relevan (> 1,5 mm).

b) Indikasi bundar yang relevan, dimana ukurannya > 5 mm.

c) Empat atau lebih indikasi bundar yang relevan berjajar dalam satu garis,

terpisah satu sama lainnya pada jarak ≤ 1,5 mm, dari ujung ke ujung.

3.5 Reporting

Untuk tiap-tiap pengujian informasi berikut ini harus dilaporkan:

a) Nomor prosedur dan revisi

b) Peralatan magnetisasi dan jenis arus pengujian

c) Jenis partikel magnet (visible/fluorescent)

d) Identitas personel penguji dan level kualifikasinya

e) Lokasi atau record dari indikasi

f) Jenis material dan ketebalannya

g) Peralatan pencahayaan

h) Tanggal pengujian

Form laporan hasil pengujian penetrant dapat dilihat pada Lampiran 2

71

BAB 4UJI ULTRASONIK

4.1 Umum

Ultrasonik adalah teknik pemeriksaan yang serbaguna, dipakai untuk menguji

bermacam-macam produk logam dan nonlogam seperti sambungan las, benda tempa,

benda cor, lembaran tipis, tabung, plastik, dan keramik. Ultrasonik memiliki

keunggulan dapat mendeteksi diskontinuitas bawah permukaan dengan akses

hanya dari satu sisi spesimen. Tujuan pengujian ultrasonik adalah untuk memastikan

keandalan produk dengan cara:

1. Memperoleh informasi yang berhubungan dengan diskontinuitas.

2. Mengungkap sifat diskontinuitas tanpa mengganggu kegunaan benda.

3. Memisahkan material yang diterima dan ditolak dengan mengacu pada

standard yang telah ditetapkan.

Pengujian ultrasonik adalah bentuk lain dari pengujian tanpa merusak. Ini

berarti bahwa kita memiliki sistem pengujian tanpa merusak yang khusus. Pada

dasarnya dalam pengujian ultrasonik kita memasukkan getaran ultrasonik ke dalam

spesimen. Spesimen kemudian mengubah getaran tersebut dengan beberapa cara.

Hasil perubahannya dideteksi oleh sistem pengujian, dan melalui sebuah indikasi,

kita memperoleh informasi mengenai spesimen. Sebagai inspektor, pekerjaan kita

adalah mengaplikasikan sistem ke dalam spesimen dan menginterpretasi hasilnya

melalui indikasi yang kita peroleh.

72

Getaran merambat di dalam benda padat sebagai sebuah perpindahan partikel

yang saling berurutan. Hal ini dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar 4.1 Ilustrasi rambaran getaran di dalam atom material

Jika kita memindahkan partikel 1 ke kiri dan melepaskannya, energi yang kita

berikan kepada partikel 1 akan dirambatkan melalui partikel 2 hingga 4 dan akhirnya

mempengaruhi partikel 5. Partikel 5 selanjutnya akan membalik gerakannya dan

meneruskan energinya melalui barisan partikel kembali kepada partikel 1. Struktur

sebuah material sebenarnya terdiri dari banyak partikel kecil atau sekelompok atom.

Partikel-partikel tersebut memiliki posisi normal atau istirahat dan dapat berpindah

dari posisi ini akibat suatu gaya. Apabila gaya tersebut dihilangkan, partikel akan

cenderung kembali ke posisi awalnya. Energi dirambatkan di dalam benda padat

melalui serangkaian perpindahan partikel di dalam material. Perambatan getaran

ultrasonik di dalam sebuah material berhubungan dengan sifat elastis dari material

tersebut. Pada pengujian ultrasonik, perlu disadari bahwa konsep perpindahan juga

berlaku pada benda padat.

Waktu yang diperlukan oleh sebuah gerakan untuk menghasilkan satu siklus

lengkap dinamakan perioda.

Contoh: jika bola yang mengayun di atas bergerak sepanjang lintasan ABCDE

dalam satu detik, maka perioda untuk terjadinya satu siklus adalah satu detik. Jumlah

siklus dalam satu perioda waktu tertentu dinamakan frekuensi. Contoh: jika bola

73

yang mengayun tersebut membentuk tiga siklus lengkap dalam waktu satu detik,

maka frekuensinya adalah 3 siklus per detik.

Satuan frekuensi yang dipakai untuk menyatakan satu siklus per detik adalah

Hertz (disingkat Hz). Satu Siklus Per Detik (cps) sama dengan satu Hertz (Hz), 2 cps

= 2 Hz, dll. Suara merambat di dalam logam sebagaimana halnya di udara. Suara

adalah sebuah getaran dan memiliki rentang frekuensi tertentu. Manusia hanya dapat

mendengar getaran (suara) hingga sekitar 20,000 Hz. Namun demikian, getaran suara

yang berasal dari sebuah peralatan pengujian ultrasonik berkisar antara 5,000,000 Hz

(5 megahertz). Getaran di atas rentang pendengaran manusia dinamakan getaran

ultrasonik. Dua istilah, suara dan getaran, sebagaimana yang akan kita pakai,

memiliki pengertian yang sama. Definisi suara adalah getaran yang merambatkan

energi melalui serangkaian pergerakan-pergerakan material kecil.

Pengujian ultrasonik adalah proses pengaplikasian gelombang ultrasonik pada

sebuah spesimen untuk menentukan kemulusan, ketebalan, atau beberapa sifat fisik

lainnya. Transducer menghasilkan energi suara yang menyebabkan perpindahan

partikel di dalam spesimen.

Transducer adalah sebuah perangkat yang mengubah energi dari satu bentuk ke

bentuk lain. Contoh: energi listrik ke mekanis atau mekanis ke listrik. sebuah speaker

di dalam radio mengubah energi listrik menjadi gerakan mekanis maju-mundur.

Gambar di bawah menunjukkan efek piezoelectric. Energi listrik diaplikasikan

melalui dua kabel yang dihubungkan ke sebuah kristal, mengakibatkan kristal

mengembang dan mengerut, membentuk getaran mekanis. Penggunaan istilah kristal

dan transducer dapat saling menggantikan

Gambar 4.2 Efek Piezoelektrik

Sebuah transducer piezoelectric juga dapat mengubah energi mekanis menjadi

energi listrik. Oleh karena itu, sebuah transducer dapat mengirim dan menerima

energi. Contohnya jika kita menempatkan transducer pada ujung-ujung spesimen

seperti dalam gambar di bawah, kita dapat memakai salah satu transducer untuk

74

memancarkan energi (suara) ke dalam spesimen dan memakai transducer lainnya

untuk menerima energi suara tersebut.

Gambar 4.3 Transducer

Energi yang dipancarkan oleh sebuah transducer dapat berupa energi putus-

putus atau menerus. Energi suara putus-putus didefinisikan sebagai kelompok

getaran pendek yang dipancarkan sebelum dan setelah transducer dapat bertindak

sebagai penerima. Baja, air, dan minyak akan merambatkan gelombang suara dengan

sangat baik, namun tidak demikian halnya dengan udara.

Udara adalah penghantar suara yang buruk karena kerapatan partikelnya

rendah sehingga energi suara sulit merambat dari partikel ke partikel. Itulah mengapa

kita menambahkan minyak atau gemuk di antara transducer dan spesimen. Kerapatan

partikel suatu material menentukan cepat rambat suara. Cepat rambat suara akan

berubah saat ia merambat dari satu media ke media lain seperti gambar berikut.

Gambar 4.4 Cepat Rambat Gelombang pada Medium Udara Air dan Baja

Perlu waktu yang lebih lama bagi gelombang suara untuk merambat di air

dibandingkan di dalam baja. Cepat rambat suara di dalam baja kurang lebih empat

kali lebih besar dibandingkan di dalam air.

75

Panjang gelombang adalah jarak antara dua titik yang sama pada dua

gelombang yang berurutan. Panjang gelombang juga dapat didefinisikan sebagai

jarak yang ditempuh sebuah gelombang dalam satu siklus. Simbol λ digunakan untuk

menunjukkan panjang gelombang dan disebut sebagai lambda. Panjang gelombang

adalah perbandingan dari harga tetap (kecepatan) dibagi dengan variabel (frekuensi).

λ = V / f (4.1)

Dalam prakteknya, ukuran diskontinuitas terkecil yang dapat ditemukan

dengan pengujian ultrasonik adalah ½ λ (panjang gelombang). Oleh karena itu, untuk

mendeteksi cacat yang berukuran kecil, diperlukan transducer yang menghasilkan

frekuensi lebih besar. Umumnya pengujian ultrasonik menggunakan

probe/transducer dengan frekuensi 0,5 MHz – 25 MHz

Ada empat mode perambatan gelombang atau getaran diantaranyaadalah

compression waves atau longitudinal waves, Shear waves atau transverse waves,

Surface waves atau disebut juga Rayleigh waves dan Lamb waves atau disebut

plate waves

4.2 Peralatan Ultrasonik

4.2.1 Peralatan Ultrasonik Pulse Echo

Membangkitkan pulsa listrik tegangan tinggi berdurasi singkat. Pulsa ini

diaplikasikan pada transducer yang mengubahnya menjadi getaran mekanis yang

dirambatkan ke dalam material yang diperiksa. Persentase terbesar gelombang suara

dipantulkan kembali dari permukaan bagian depan benda uji ke transducer. Sisanya

dipantulkan oleh permukaan bagian belakang benda uji atau diskontinuitas.

Gelombang suara yang diterima kembali oleh transducer akan diubah menjadi pulsa-

pulsa listrik yang diperkuat dan ditampilkan pada layar sebagai pulsa-pulsa vertikal.

Tampilan scan-A menunjukkan kedalaman dan amplitudo gelombang suara yang

dipantulkan dari sebuah diskontinuitas. Amplitudo adalah ukuran relatif dari

banyaknya energi suara yang dipantulkan.

76

Gambar 4.5 Block Diagram - Instrumen Pulse Echo

Pulse Echo adalah sistem ultrasonik yang paling banyak digunakan. Pulsa-

pulsa gelombang ultrasonik putus-putus berdurasi singkat secara teratur dirambatkan

ke dalam material yang diuji. Pulsa-pulsa ini dipantulkan kembali oleh diskontinuitas

sepanjang lintasannya, atau oleh perbatasan yang mereka temui. Pantulan yang

diterima kemudian ditampilkan pada layar. Transducer yang sama dapat dipakai

untuk memancarkan dan menerima gelombang. Teknik ini menyatakan

diskontinuitas yang ada di dalam material dengan menunjukkan variasi amplitudo

energi yang diterima.

4.2.2 Peralatan Ultrasonik Through Transmission

Through transmission merupakan teknik yang jarang dipakai, memerlukan dua

buah transducer, satu untuk mengirim dan yang lain untuk menerima. Indikasi

langsung dari adanya diskontinuitas tidak akan diperlihatkan. Gelombang suara, baik

berupa pulsa-pulsa singkat putus-putus atau menerus dirambatkan ke dalam material.

Kualitas material yang diuji diukur berdasarkan hilangnya energi gelombang suara

selama perambatannya di dalam material. Teknik ini menyatakan diskontinuitas yang

ada di dalam material dengan menunjukkan perbedaan antara energi yang

dipancarkan dan yang diterima.

77

Gambar 4.6 Perbedaan Sistem Peralatan Pulse Echo dengan Through Transmission

4.2.3 Transducer

Transducer ultrasonik adalah komponen paling utama dari sistem perangkat

pengujian UT. Material kristal di dalam transducer ultrasonik dibuat dari material

material piezoelectric seperti quartz, lithium sulfate, dan polarized ceramics.

1. Quartz adalah material yang pertama kali digunakan. Meskipun

memiliki karakteristik frekuensi yang sangat stabil, quartz adalah

penghasil energi suara yang buruk dan umumnya telah digantikan

dengan material yang lebih efisien.

2. Lithium Sulfate adalah penerima energi suara yang sangat efisien,

namun bersifat getas, larut dalam air, dan penggunaannya terbatas pada

suhu di bawah 74oC.

78

3. Polarized ceramics merupakan penghasil energi suara yang paling

efisien namun cenderung mengalami keausan. Polarized ceramics yang

umum dipakai adalah barium titanate, lead metaniobate, dan lead

zirconate/titanate.

Gambar 4.7 Transducer atau Probe

Ukuran merupakan faktor yang mempengaruhi unjuk kerja sebuah transducer.

Makin besar diameter transducer, makin kecil penyebaran berkas suaranya untuk

frekuensi yang sama. Transducer dengan diameter kecil dan frekuensi tinggi paling

cocok untuk mendeteksi diskontinuitas berukuran sangat kecil. Semakin besar

ukuran transducer, semakin besar energi suara yang dipancarkannya ke dalam benda

uji. Transducer dengan diameter besar dan frekuensi rendah seringkali dipakai untuk

memperoleh penetrasi yang dalam. Transducer dengan kristal tunggal berukuran

besar umumnya dibatasi untuk pemakaian frekuensi rendah. Kristal-kristal

berfrekuensi tinggi rentan terhadap kerusakan karena ukurannya sangat tipis.

Frekuensi transducer adalah faktor penting dalam pemakaiannya. Makin tinggi

frekuensi transducer, makin kecil penyebaran berkas suaranya, dan makin besar

79

sensitifitas dan resolusinya. Apabila gelombang suara menyebar seperti Gambar di

bawah ini, hanya sedikit energi suara yang dipantulkan dari sebuah diskontinuitas

berukuran kecil.

Gambar 4.8 Perbedaan Frekuensi Transducer

Semakin rendah frekuensi, makin dalam penetrasi energi suara karena makin

sedikit hamburannya. Penyebaran berkas suara yang lebar membantu mendeteksi

pemantul yang tidak tegak lurus terhadap sumbu berkas suara.ketebalan kristal juga

mempengaruhi frekuensi transducer. Makin tinggi frekuensi transducer, makin tipis

kristalnya. Kebanyakan pengujian ultrasonik memakai frekuensi 0.5 MHz sampai 25

MHz, namun kristal untuk pemakaian di atas 10 MHz terlalu tipis dan getas untuk

pengujian kontak. Oleh karena itu, transducer dengan frekuensi pengoperasian di atas

10 MHz utamanya dipakai untuk pengujian immersion.

Gambar 4.9 Probe Normal dan Probe Sudut

Pada saat transducer memancarkan pulsa, kristal piezoelectric nya bergetar

dalam jangka waktu tertentu dan tidak dapat menerima pantulan hingga kristal

80

tersebut berhenti bergetar (fungsinya sebagai pemancar terpenuhi). Jangka waktu

dimana kristal masih bergetar menimbulkan DEAD ZONE pada permukaan depan

material dimana diskontinuitas tidak akan terdeteksi. Besar dead zone setara

dengan waktu getarnya dan ditunjukkan pada layar melalui lebar bagian dasar dari

indikasi pulsa awal.

Gambar 4.10 Dead Zone

Dalam pengujian ultrasonik, berkas suara secara teoritis dianggap sebagai

bidang lurus yang diproyeksikan dari permukaan transducer. Kenyataannya, berkas

suara bentuknya tidak konsisten. Jika intensitas berkas diukur pada berbagai jarak

dari transducer, terdapat dua zona yang berbeda seperti dalam gambar di bawah:

Gambar 4.11 Zona dekat dan zona jauh

Zona-zona tersebut dikenal sebagai zona dekat (atau zona fresnel) dan zona

jauh (atau zona fraunhofer). Pada zona dekat, intensitas energi suara bervariasi secara

tak beraturan. Dalam zona ini terdapat daerah-daerah lokal dengan intensitas rendah

dan tinggi. Pola tak beraturan dihasilkan akibat interferensi antar gelombang suara

yang dipancarkan oleh permukaan transducer. Dalam zona jauh, intensitas suara akan

berkurang secara teratur dengan bertambahnya jarak dari transducer. Hal ini

81

disebabkan karena material menyerap dan menghamburkan sebagian energi suara.

Panjang/kedalaman zona dekat bergantung pada diameter transducer dan panjang

gelombang berkas ultrasonik, dan dapat dinyatakan sebagai:

Ingat bahwa zona dekat berbeda dengan zona mati (dead zone).

4.2.4 Blok Standard

Dalam pengujian ultrasonik, diskontinuitas biasanya dibandingkan dengan

sebuah standard referensi. Standard tersebut dapat berupa sebuah blok referensi atau

sekumpulan blok-blok yang diperlukan untuk pengujian tertentu. Blok referensi

terdapat dalam bentuk dan ukuran yang berbeda

Blok-blok standard khusus seringkali digunakan untuk komponen seperti

sambungan las, corcoran, dan perpipaan. Blok-blok standard biasanya dibuat dari

material dan bentuk produk yang sama dengan material yang diuji. Pemantul

referensi seperti takik atau lubang buatan ditambahkan pada blok standard tersebut.

Blok kalibrasi lainnya adalah BLOK IIW (International Institute of Welding)

V1. Blok tersebut berfungsi untuk: Memverifikasi besarnya jarak, sudut probe dan

lokasi exit point, dan memeriksa resolusi transducer.

82

Gambar 4.12 Blok IIW-V1

Blok sudut miniatur V2 juga dapat dipakai untuk mengkalibrasi perangkat saat

pemeriksaan menggunakan probe sudut. Blok miniatur V2 dimaksudkan untuk

pemakaian saat pekerjaan di lapangan dan tidak selengkap blok IIW V1 yang lebih

besar.

Gambar 4.13 Blok Miniatur-V2

4.2.5 Couplant

Tujuan utama pemakaian kuplan adalah untuk menyediakan lintasan suara

yang memadai antara transducer dan permukaan benda uji. Suatu kuplan harus secara

83

efektip membasahi atau secara sempurna menghubungkan permukaan transducer dan

benda uji.

1. Kuplan harus menghilangkan semua udara dari kedua permukaan mengingat

udara adalah penghantar suara yang buruk.

2. Kuplan mengisi dan menghaluskan ketidakteraturan permukaan pada benda uji.

3. Kuplan membantu pergerakan transducer sepanjang permukaan pada teknik

contact testing.

4. Kuplan harus mudah diaplikasikan dan dibersihkan. Kuplan juga harus tidak

merusak permukaan benda uji.

Oli atau air dicampur gliserin (2 bagian air dan 1 bagian gliserin) umum

dipakai sebagai kuplan. Bahkan pasta kertas dinding juga dapat dipakai sebagai

kuplan. Kuplan-kuplan yang lebih kental seperti gemuk atau oli kental dapat dipakai

pada permukaan kasar atau vertikal. Kuplan cair dan pasta yang diformulasikan

secara khusus juga dapat dibeli dari pabrik pembuat perangkat ultrasonik. Pada

kondisi dimana penggunaan cairan atau pasta tidak memungkinkan, dapat digunakan

material karet tipis sebagai kuplan. Aplikasi kuplan harus setipis mungkin. Jika

ketebalan kuplan berlebihan, dapat terjadi penyimpangan arah berkas gelombang

suara.

4.3 Prosedur

4.3.1 Metoda Scanning

Dalam pengujian ultrasonik, seringkali dimungkinkan untuk mendekati ukuran

diskontinuitas yang sebenarnya selama ukurannya lebih besar dari diameter berkas

suara. Diskontinuitas akan memantulkan kembali seluruh energi suara seperti dalam

gambar di bawah ini sebelah kiri.

Gambar 4.14 Metoda Scanning

84

Dengan men-scan batas-batas diskontinuitas, dapat diperoleh informasi

mengenai bentuk dan ukurannya. Operator ultrasonik biasanya mengamati ketinggian

pulsa pantulan dari diskontinuitas. Posisi probe pada benda uji dimana tinggi

pantulan turun setengahnya menunjukkan bahwa separo berkas suara mengenai

diskontinuitas, seperti terlihat dalam gambar di atas sebelah kanan. Ini berarti bahwa

sumbu akustik berada tepat pada perbatasan diskontinuitas. Posisi probe ditandai dan

operator menentukan titik-titik batas berikutnya hingga terbentuk kontur

diskontinuitas dengan menyambungkan titik-titik tersebut, lihat gambar di bawah.

Lokasi batas reflektor akan menjadi lebih pasti jika diameter berkas suara yang

mengenai reflektor lebih kecil.

Gambar 4.15 Scanning Tepi Diskontinuitas

Ada dua cara untuk menentukan batas atau tepi dari diskontinuitas, yaitu

dengan teknik equalisasi dan teknik 6db drop. Teknik ekualisasi adalah menyamakan

tinggi amplitudo backwall dengan tinggi amplitudo diskontinuitas, ketika tinggi

amplitudo keduanya sama maka ditandai pada center dari probe itu adalah tepi dari

diskontinuitas.

Untuk probe sudut, tepi diskontinuitas tidak dapat dicari dengan teknik

equalisasi dan harus memakai teknik 6db drop yaitu dengan mencatat besarnya db

dari amplitudo diskontinuitas setelah itu dinaikkan amplitudonya sebesar 100% atau

bisa juga 80% tinggi layar atau FSH (full screen Height) kemudian probe di gerakkan,

jika amplitudo berkurang menjadi setengahnya maka di lokasi itu adalah tepi dari

diskontinuitas.

85

4.3.2 Koreksi Amplitudo Jarak (DAC)

Akibat pelemahan, amplitudo indikasi dari sebuah diskontinuitas berukuran

tertentu akan berkurang dengan penambahan jarak/kedalaman diskontinuitas. Untuk

mengimbangi pelemahan ini, suatu pengatur elektronis ditambahkan ke dalam unit

ultrasonik. Beberapa nama yang umum untuk pengaturan ini antara lain:

1. DAC – Distance Amplitude Correction

2. TCG – Time Corrected Gain

3. TVG – Time Varied Gain

4. STC – Sensitivity Time Control.

DAC mengimbangi secara elektronis atas terjadinya pelemahan suara selama

menembus lebih dalam ke benda uji. DAC memperkuat sinyal dari diskontinuitas

yang letaknya dalam melebihi sinyal dari diskontinuitas yang letaknya dekat

permukaan. Sebagai contoh, sebuah indikasi dari diskontinuitas berukuran 2 mm

yang terletak 25 mm di bawah permukaan akan sama tinggi amplitudonya dengan

diskontinuitas yang ukurannya sama namun terletak 75 mm dari permukaan.

Gambar 4.16 Contoh Posisi Diskontinuitas

Pada Gambar di atas terdapat banyak diskontinuitas sebesar 2 mm yang

tersebar merata sepanjang kedalaman benda. Semuanya berbentuk rata dan sejajar

dengan permukaan atas. Dengan pengaturan DAC, amplitudo dari indikasi-indikasi

diskontinuitas menjadi sama amplitudo indikasi yang berasal dari diskontinuitas

tersebut akan sama tingginya karena ukuran diskontinuitasnya sama dan pengaturan

DAC akan mengimbangi secara elektronis atas perbedaan jarak lintasan suara atau

kedalaman.

86

Gambar 4.17 Efek Penggunaan DAC

DAC sangat banyak membantu saat digunakan bersamaan dengan alarm cacat

dan dengan sistem perekaman. Setelah DAC dibuat, sensitivitas alarm dapat diatur

pada amplitudo indikasi yang mewakili diskontinuitas berukuran tertentu pada

sembarang jarak lintasan suara dalam benda.

Tanpa DAC, pengaturan amplitudo indikasi yang diperlukan untuk menyalakan

alarm bagi diskontinuitas berukuran 5 mm yang terletak 60 mm di bawah permukaan

akan menyalakan alarm untuk diskontinuitas yang berukuran jauh lebih kecil yang

letaknya 10 mm dari permukaan.

Membuat kurva DAC dapat dilakukan dengan langkah sebagai berikut

Gambar 4.18 Scanning Pembuatan DAC

87

1. Kalibrasi peralatan untuk baja dengan range 100 mm.

2. Potong plastik transparan dan tempelkan pada layar. Tandai tiap skala, catat

besarnya sudut probe dan jenis kuplan pada plastik transparan.

3. Letakkan probe pada posisi A mengarah pada lubang ¼ T. Maksimumkan

amplitudo dan gunakan gain untuk memperoleh ketinggian amplitudo sebesar

80% FSH (= 100 % DAC ).

4. Tandai puncak indikasi tersebut pada plastik transparan dan catat besarnya gain

(G1).

5. Atur gain untuk memperoleh 50% DAC (turunkan 6 dB dari 100% DAC), dan

20% DAC (turunkan 8 dB dari 50% DAC), dan tandai tiap tiap puncaknya

pada plastik transparan. Setelah itu kembalikan gain ke G1.

6. Ulangi langkah 3 sampai 4 untuk lubang-lubang ½ T, ¾ T, 5/4 T, dst.

Perhatian: Jika amplitudo 100% DAC dari sembarang lubang tingginya kurang

dari 20% FSH, naikkan gain hingga amplitudo indikasi mencapai 80% FSH. Catat

besarnya gain pada plastik transparan sebagai G2.

4.3.3 Kalibrasi

Kalibrasi harus dilakukan untuk menyesuaikan pembacaan pada perangkan UT

dengan ukuran benda aktual. Kalibrasi harus dilakukan setiap kali memulai pekerjaan

atau setelah pemakaian 8 jam.

Untuk Probe Normal (Menggunakan Blok IIW-V1)

1. Tentukan besarnya range (misal 100)

2. Letakkan probe pada ketebalan 25

3. Jumlah indikasi yang akan muncul adalah range/tebal blok = 100/25= 4

indikasi

4. Letakkan ke empat indikasi pada skala atau divisi masing-masing

a. Indikasi 1 = (1 x 25 x 10)/100 = 2,5

b. Indikasi 2 = (2 x 25 x 10)/100 = 5,0

c. Indikasi 3 = (3 x 25 x 10)/100 = 7,5

d. Indikasi 4 = (4 x 25 x 10)/100 = 10

5. Jika ke empat indikasi sudah diatur menempati skala atau divisi tersebut

maka peralatan sudah terkalibrasi untuk range 100.

88

6. Lakukan scanning pada benda uji, jika menemukan indikasi

diskontinuitas hitung kedalamannya menggunakan persamaan

Dimana: Increment = kedalaman diskontinuitas

Division = posisi skala indikasi diskontinuitas pada layar

Range = besar jangkauan probe

Untuk Probe Sudut (Menggunakan Blok IIW-V1)

1. Menentukan Probe Exit Point (Index)

Gambar 4.19 Menentukan Probe Index

a) Letakkan probe pada posisi seperti Gambar di atas

b) Atur sweep length untuk menampilkan satu indikasi pada layar.

c) Geser probe maju mundur untuk memperoleh indikasi tertinggi.

d) Tandai posisi indikasi tertinggi tersebut pada skala horizontal probe yang

bertepatan dengan garis notch pada blok IIW V1. Tanda tersebut merupakan

exit point (index) dari probe sudut tersebut. Besarnya exit point (index)

adalah jarak dari ujung depan probe ke tanda tersebut yang umumnya

dinotasikan sebagai X-value.

89

2. Menentukan Besar Aktual Sudut Probe

Gambar 4.20 Menentukan Sudut Aktual Probe

a) Letakkan probe pada posisi seperti Gambar di atas

b) Atur sweep length untuk menampilkan satu indikasi pada layar.

c) Geser probe maju-mundur untuk memperoleh indikasi tertinggi dari perspex.

d) Perhatikan dan catat posisi skala sudut pada blok IIW V1 yang

bertepatan dengan exit point probe. Skala tersebut merupakan sudut

probe aktual yang akan dipakai untuk perhitungan saat pengujian.

Toleransi maksimum yang diijinkan adalah sebesar ± 2o.

3. Lakukan kalibrasi jarak menggunakan Blok V2

Gambar 4.21 Kalibrasi Jarak Menggunakan Blok V2

a) Letakkan probe pada posisi B.

90

b) Atur range peralatan UTFD (ultrasonic flaw detector) sebesar 100 mm,

munculkan indikasi pantulan pertama dan tertinggi pada divisi 25, dan

indikasi pantulan kedua pada divisi 100. Atur memakai fungsi “zero” agar

posisi indikasi-indikasi tersebut tepat pada divisi 25 dan 100. Peralatan telah

terkalibrasi untuk range 100 mm.

4.4 Pengujian

4.4.1 Pemeriksaan Cacat Laminasi Menggunakan Probe Normal

Lembaran yang dirol dan pelat dapat diuji dengan probe normal atau probe

sudut, tergantung pada persyaratan yang diminta. Pengujian memakai probe normal

memiliki keuntungan yaitu mampu menemukan laminasi dengan mudah. Namun

demikian, pengujian memakai probe normal memboroskan waktu dan diskontinuitas

dekat permukaan mungkin tak terdeteksi, kecuali apabila dipakai teknik khusus.

4.4.2 Pemeriksaan Sambungan Las Menggunakan Probe Sudut

Sambungan las dapat diuji ultrasonik menggunakan teknik probe normal

maupun sudut. Pengujian sambungan las memakai probe normal dapat dilakukan jika

kampuh las digerinda rata, sementara jika kampuh las tidak digerinda, digunakan

teknik probe sudut. Untuk men-scan sambungan las, transducer digerak-gerakkan ke

depan dan belakang seperti di bawah ini. Pada ½ jarak skip, berkas suara mengenai

dasar pelat dan pada 1 jarak skip, berkas akan mengenai atas pelat seperti dalam

Gambar di bawah ini.

Gambar 4.22 Pemeriksaan Sambungan Las

91

Jarak skip ditentukan oleh sudut gelombang suara yang memasuki las, yang

ditentukan oleh sudut baji lucite. Setelah jarak skip diketahui, permukaan benda

ditandai dengan kapur untuk menunjukkan kemana probe harus digerakkan agar

diperoleh cakupan menyeluruh pada daerah las. Jarak skip juga akan bertambah jika

ketebalan benda uji bertambah besar seperti dalam Gambar di bawah.

Gambar 4.23 Jarak Skip

Pemilihan sudut probe ditentukan oleh:

1. Persyaratan dari prosedur atau code.

2. Disain sambungan las.

3. Konfigurasi spesimen.

Tabel berikut memperlihatkan besarnya sudut probe yang sesuai untuk

pengujian las pada material dengan ketebalan bervariasi. Jika tebal benda bertambah

besar, sebaiknya dipakai probe dengan sudut yang lebih kecil.

Tabel 4.1 Pemilihan Sudut Probe

Untuk Capping Las yang dihilangkan pada Kedua Sisi

Tebal Pelat (Inchi) Sudut Probe (o) Jarak Skip (Inchi)

0,2 – 0,6 80 2,2 – 6,6

0,6 – 1,2 70 3,2 – 6,6

1,2 – 2,4 60 4,2 – 8,4

> 2,4 45 4,8 dan di atasnya

Untuk Capping Las yang tidak dihilangkan

0,2 – 0,8 80 2,2 – 8,8

0,8 1,6 70 4,4 – 8,8

> 1,6 60 5,6 dan di atasnya

92

Jarak permukaan (SD) ke suatu titik yang letaknya di atas diskontinuitas dapat

dihitung berdasarkan rumus:

SD = SP sin θ

SD = surface distance

SP = sound path distance

θ = refracted sound beam angle

Gambar 4.24 Perhitungan Surface Distance

Contoh, dengan memakai probe sudut 70o yang sudah dikalibrasi, berapakah

jarak “SD” dari exit point probe ke diskontinuitas ? Jarak “SP” pada CRT adalah 117

mm (tidak usah mempertimbangkan perambatan suara di dalam baji lucite). SP x sin

θ = 0.939 dikalikan dengan lintasan suara 117 mm sama dengan jarak permukaan

“SD” yaitu 110 mm.

untuk mengetahui jarak skip dari gelombang suara di dalam benda untuk probe

sudut yang dipakai. Jarak skip dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

P = 2 x T x tan θ

P = skip distance

T = plate thickness

θ = refracted sound beam angle

Gambar 4.25 Perhitungan Skip Distance

93

4.5 Reporting

Form laporan hasil pengujian radiografi dapat dilihat pada Lampiran 3

94

BAB 5UJI RADIOGRAFI

5.1 Umum

Pengujian radiografi merupakan salah satu metode NDT yang memanfaatkan

kemampuan dari radiasi sinar X atau sinar Gamma dalam menembus logam, citra

atau banyangan dari diskontinuitas pada benda uji akan terekam pada film radiografi.

Sama halnya dengan uji ultrasonic, pada uji radiografi dapat mendeteksi

diskontinnuitas yang ada di bawah permukaan, akan tetapi ini membutuhkan akses

dari kedua sisi benda uji untuk meletakkan film radiografi.

Perbedaan mendasar antara cahaya tampak dan sinar X dan gamma bagi

radiografer adalah kemampuan penembusannya. Cahaya tampak akan dihentikan

oleh obyek yang tak tembus pandang. Namun demikian karena sinar X memiliki

frekuensi tinggi dan panjang gelombang yang pendek, mereka mampu menembus

benda- benda dan mengekspos film radiografi. Kedalaman penembusan sinar X

tergantung pada jenis material obyek dan energi sinar X tersebut.

Gambar 5.1 Karakteristik penembusan radiasi pada material yang berbeda

Gambar di atas memperlihatkan lebih banyak sinar yang menembus besi

daripada yang menembus timbal oleh karenanya timbal menyerap lebih banyak sinar

daripada besi. Sinar X dan gamma dengan frekuensi dan panjang gelombang yang

sama akan memiliki sifat yang serupa, sinar X dan gamma memiliki sifat merambat

dalam garis lurus.

95

Gambar 5.2 Radiasi merambat pada garis lurus

Sinar X dan Gamma dapat mengekspos film radiografi karena kemampuannya

mengionisasi material. Saat radiasi menembus film, film terekspos karena sinar

mengionisasi butiran-butiran kecil perak bromida di dalam emulsi film. Ketika sinar

tersebut melalui lapisan perak bromida, ia memecah ikatan elektron antara perak dan

brom, menghasilkan ion-ion perak dan brom. Terbentuknya ion perak di dalam

emulsi menghasilkan citra laten atau tersembunyi dan akan nampak ketika film sudah

dicuci.

Pembentukan citra pada film tergantung pada banyaknya radiasi yang diterima

oleh bagian- bagian yang berbeda pada film. Seperti ditunjukkan di bawah ini,

sebuah diskontinuitas seperti rongga menghasilkan perbedaan ketebalan pada

spesimen dan akan tampak sebagai bintik hitam pada film yang telah diproses. Jika

diskontinuitas merupakan sebuah inklusi yang lebih padat dibandingkan material

spesimen, maka citra pada film akan lebih terang pada titik tersebut. Sinar X akan

diserap oleh inklusi yang lebih padat tersebut.

96

Gambar 5.3 Prinsip pendeteksian diskontinyuitas menggunakan radiasi

5.2 Alat dan Bahan

5.2.1 Source

Sumber radiasi yang digunakan dalam pengujian radiografi bisa menggunakan

sinar X atau sinar Gamma. Masing-masing memiliki kelebihan dan keterbatasan,

pemilihan penggunaannya tergantung pada kondisi di lapangan, sinar X memerlukan

sumber listrik sedangkan sinar Gamma tidak. Sinar X dihasilkan dari tabung vakum

dimana elektron dengan berkecepatan tinggi yang dihasilkan dari filamen umumnya

terbuat dari tungsten menumbuk anoda atau target yang juga terbuat dari tungsten

karena memiliki nomor atom yang tingi sehingga ideal untuk berinteraksi dengan

elektron berkecepan tinggi, selain itu tungsten memiliki titik leleh yang tinggi sekitar

3249oC dimana ini sangat dibutuhkan karena target akan menjadi sangat panas ketika

ditubuk oleh elektron berkecepatan tinggi. Saaat energy kinetik dari elektron

dikonversi menjadi panas maka anoda harus memiliki kemampuan dissipasi panas

yang cukup, faktanya 97-99 % dari konversi energi yang dihasilkan adalah berupa

panas hanya sekitar 1-3 % yang dikonversi menjadi sinar X.

97

Gambar 5.4 Skema tabung sinar X

Gambar 5.5 Sistem kamera sinar X

Sinar Gamma dihasilkan dari pancaran unsur radioaktif atau isotop (atom yang

tidak stabil karena kelebihan neutron pada inti atom) karena tidak stabil maka

dihasilkan pancaran radiasi dalam menuju kestabilannya, lama-lama aktifitas

pancaran radiasinya melemah, hingga suatu saat akan menjadi setengahnya ketika

mencapai waktu paruh.

98

Beberapa isotop radioaktif yang terdapat di alam adalah Radium dan Uranium,

isotop yang umum digunakan dalam pengujian radiografi adalah Iridium-192 dan

Cobalt-60. Satuan dasar banyaknya material radioaktif adalah Curie (Ci), apabila

material radioaktif meluruh ia dikatakan memiliki aktifitas 1 Curie apabila 37 miliar

atomnya meluruh dalam 1 detik. Satuan baru yang mulai menggantikan Curie adalah

Becquerel (Bq) yaitu 1 peluruhan atom per detik, sehingga 1Ci = 37 x 109 Bq.

Waktu paruh dari sebuah isotop adalah waktu yang diperlukan sebuah atom

untuk meluruh setengahnya, beberapa isotop meluruh dengan cepat atau memiliki

waktu paruh pendek. Waktu paruh dari beberapa isotop yang umum adalah sebagai

berikut:

Radium-226 (Ra-226) 1620 tahun

Cesium-137 (Cs-137) 30 tahun

Cobalt-60 (C0-60) 5,3 tahun

Thulium-170 (Tm-170) 130 hari

Iridium-192 (Ir-192) 75 hari

Contoh aktifitas dari 150 Ci isotop Ir-192 setelah 75 hari adalah 75 Ci.

Gambar 5.6 Sistem kamera sinar gamma

Energi sinar gamma ditentukan oleh jenis sumbernya sedangkan intensitas sinar

gamma ditentukan oleh aktifitas atau besarnya curie dari isotop tersebut. energi sinar

X ditentukan oleh tegangan yang diberikan pada tabung sinar X, sedangkan

intensitas sinar X ditentukan oleh besarnya arus (miliamper) yang diberikan pada

filamen tabung sinar X.

99

5.2.2 Film Radiografi

Bahan dasar yang dipakai untuk pembuatan film radiografi adalah selulosa

asetat, sebagian besar film radiografi memiliki emulsi yang sensitif pada kedua sisi

plastik transparan/selulosa asetat. Lapisan terluar dari film adalah lapisan gelatin

yang melindungi lapisan emulsi dari goresan. Pada lapisan emulsi (lapisan penghasil

citra) terdapat suspensi butiran perak bromida dengan ukuran mikroskopis, butir-

butir perak bromida apabila terekspose ke cahaya atau radiasi alan menjadi terlihat

dan mengubah film menjadi hitam, namun demikian citra yang terbentuk pada film

adalah laten, artinya baru tampak oleh mata setelah dilakukan development.

Gambar 5.7 Lapisan film radiografi

Citra laten terbentuk pada film apabila sejumlah butiran perak bromida

terionisasi oleh sinar X, sinar Gamma atau cahaya. Citra laten akan nampak setelah

proses development, dimana butiran perak bromida yang terionisasi akan tereduksi

menjadi logam perak berwarna hitam. Butiran perak tidak dapat mengalami

eksposure sebagian, daerah-daerah berwarna terang dan gelap pada film menyatakan

banyaknya butiran yang terekspose di daerah tersebut, semakin banyak butiran yang

terekspose akan menimbulkan citra yang lebih gelap.

Ukuran butir pada film radiografi bervariasi, makin besar ukuran butir (film

cepat) semakin tidak tajam citra yang dihasilkan, film dengan ukuran butir besar

mengekspos lebih banyak perak terhadap sinar perbutirnya sehingga citra terekspose

lebih cepat namun detail yang halus tidak mampu dihasilkan oleh film berbutir kasar.

100

Gambar 5.8 Pengaruh ukuran butir film radiografi

Film berbutir besar (film cepat) seringkali dipakai untuk mengurangi waktu

eksposur, sedangkan film berbutir kecil (film lambat) menghasilkan definisi terbaik.

Tabel 5.1 Jenis-jenis film radiografi

TYPE/MERK AGFA KODAK ASTM

SLOW D4 M Type 1

MEDIUM D7 AA Type 2

FAST D10 K Type 3

5.2.3 Screens

Terdapat 3 jenis screen radiografi yang memungkinkan untuk digunakan agar

radiografi lebih efektif:

1. Lead foil intensifying screen

Lead foil screen terdiri dari lembaran tipis timbal (0,125 mm – 0,25 mm) yang

biasanya diletakkan pada kertas karton. Lead screen ditempatkan di depan dan di

belakang film yang belum terekspose seperti pada Gambar di bawah ini

Lead screen pada bagian depan memiliki fungsi menyaring radiasi berenergi

rendah yang menyebabkan scatter dan meningkatkan aksi fotografi. Lead screen

101

pada bagian belakang sering kali lebih tebal berfungsi menyerap radiasi hamburan

belakang (back scatter). Lead screen berfungsi sebagai intensifier (penguat) krena

sinar X dan Gamma menyebabkan elektron memancar dari timbal, jika peletakan

lead screen sangat dekat dengan film elektron akan mengekspose film (ionisasi) dan

sinar radiasi akan diperkuat secara efektif. Lead screen di depan dan di belakang film

menambah pembentukan citra pada film karena efek hamburan elektron. Namun jika

ada ruang antara screen dan film akan terjadi penyebaran elektron yang

mengakibatkan citra yang tidak tajam. Lead screen pada dasarnya memperkuat sinar

berenergi tinggi dan menyerap sinar berenergi rendah.

Efek penguatan berlangsung paling efektif di atas 150 kV di bawah itu efek

perisai akan menutupi/lebih dominan dari efek penguatan. Lead screen harus bebas

dari kerutan , goresan atau lubang-lubang, screen yang sudah rusak harus dibuang

dan diganti dengan yang baru.

2. Fluorescent intensifying screen

Fluorescent screen mengandung zat kimia tertentu yang akan memancarkan

cahaya apabila menyerap sinar X dan Gamma, kalsium tangstat adalah salah satu zat

kimianya dan pancaran cahaya ini dinamakan fluorescence, cahaya tampak yang

dipancarkan oleh screen akan mengekspose film radiografi.

Secara umum lead screen memberikan definisi yang lebih baik daripada

fluorescent screen. Definisi yang buruk diakibatkan oleh penyebaran cahaya tampak

yang dipancarkan oleh fluorescent screen, akan tetapi fluorescent screen berguna

apabila daya penembusan mesin sinar X terbatas dan jika ingin meradiografi

spesimen yang relatif tebal.

3. Fluorometallic instensifying screen

Screen ini menggabungkan keuntungan dari lead foil dan fluorescent screen,

radiasi hamburan akan diserap oleh lead screen dan pada saat yang bersamaan akan

dipancarkan cahaya tampak untuk meningkatkan penguatan.

102

Gambar 5.9 Peletakan screen

5.2.4 Holder dan Cassette

Film holder fleksible yang dibuat dari kertas karton dilapisi plastik atau karet

adalah yang umum digunakan. Kelemahan penggunaan film holder fleksible adalah

kontak yang baik antara screen dengan film kurang maksimal selama eksposure.

Gambar 5.10 Film holder dan cassette

Pada beberapa kasus dipakai kaset kaku yang pada penutupnya terdapat klem

pegas sehingga antara screen dengan film terjadi kontak yang baik. Fungsi utama

film holder atau kaset adalah untuk menciptakan kondisi yang kedap cahaya bagi

film radiografi.

5.2.5 Image Quality Indicator (IQI)

Untuk mengetahui film radiografi baik atau tidak (dapat memperlihatkan

adanya diskontinuitas jika ada) maka ditambahkanlah sebuah diskontinuitas buatan

yang diketahui ukurannya pada benda uji, sehingga apabila diskontinuitas ini muncul

pada film kita tahu bahwa sembarang diskontinuitas yang ukurannya paling tidak

sebesar diskontinuitas tambahan tersebut juga akan muncul pada film.

103

Diskontinuitas tambahan tersebut dinamakan Image Quality Indicator (IQI).

IQI adalah sebuah alat yang citranya pada film radiografi digunakan untuk

menentukan tingkat kualitas atau sensitifitas film. IQI tidak untuk menilai ukuran

atau menetapkan batas keberterimaan diskontinuitas.

Karena IQI dianggap sebagai diskontinuitas yang diketahui ukuran dan

bentuknya maka untuk mengkompensasi keuntungan ini, IQI diletakkan pada posisi

yang paling tidak menguntungkan yaitu di atas spesimen (sisi sumber). Tetapi jika

tidak memungkinkan meletakkan pada posisi tersebut bisa diletakkan menggunakan

blok terpisah dengan jenis material dan ketebalan yang sama dengan spesimen uji.

Jenis-jenis IQI terdapat bentuk hole type, wire type. Hole type umum

digunakan di amerika sedangkan wire type umum di eropa. IQI hole type terdapat

tiga buah lubang dengan doameter berturut-turut 4, 1 dan 2 kali ketebalan IQI. IQI

ASTM dan ASME memiliki nomor identifikasi yang menunjukkan ketebalan IQI.

IQI wire type terdiri dari berbagai diameter kawat yang diletakkna di atas spesimen,

diameter kawat terkecil yang tampak di film radiografi merupakan indikasi

sensitifitas.

Gambar 5.11 Image quality indicator type hole dan wire

104

Gambar 5.12 Keterangan detail wire IQI

Tabel 5.2 Nomor group wire IQI

Group Untuk Material

01 Titanium

02 Aluminum

03 Magnesium

1 Carbon Steel, Low Alloy Steel & Stailess Steel

2 Aluminum bronzes & Nickel aluminum bronzes

3 Nickel chromium iron alloy

4 Nickel, Copper & Brass

5 Tin bronzes

105

Gambar 5.13 Keterangan detail hole IQI

5.2.6 Viewer

Viewer merupakan alat bantu pencahayaan yang diiperlukan saat melakukan

interpretasi dan evaluasi film radiografi, dan harus memiliki regulator untuk

mengubah besar kecilnya intensitas pencahayaan

Gambar 5.14 Viewer

5.2.7 Densitometer dan Step Wedge Comparison Film

Merupakan alat yang digunakan untuk mengukur densitas atau tingkat

penggelapan film radiografi

106

Gambar 5.15 Densitometer dan Step wedge comparison film

5.2.8 Step Wedge Calibration Film

Merupakan alat yang digunakan untuk mengkalibrasi dan memverifikasi

densitometer sebelum densitometer digunakan

Gambar 5.16 Step wedge calibration film

5.3 Prosedur

5.3.1 Perlindungan Terhadap Radiasi

Semua personil yang melakukan pekerjaan radiografi baik menggunakan sinar-

X maupun sinar Gamma harus mematuhi peraturan keselamatan radiasi, memakai

pocket dosimeter atau film bedge dan menggunakan survey meter untuk memonitor

daerah radiasi.

5.3.2 Surface Preparation

Permukaan sisi luar dan dalam material yang diuji harus bebas dari ketidak

teraturan dan kekasaran permukaan yang bisa mengganggu interpretasi

107

5.3.3 Film Identification

Setiap film radiografi harus ditandai dengan benar, dan setidaknya dapat menjelaskan:

Nomor kontrak atau pekerjaan.

Identitas klien.

Tanggal pengujian.

Nomor sambungan las

Nomor urutan reparasi

Ketebalan logam induk

5.3.4 Source (Sumber radiasi)

X-Ray: mesin X-ray dengan kapasitas maksimum 500 kV dianjurkan di

ASME section V (T-261.1). Dan maksimum 600 kV di AWS D1.1 (6.17.6).

Iridium 192: boleh digunakan sebagai sumber radiasi untuk semua pengujian

radiografi

Cobalt 60: hanya boleh digunakan apabila ketebalan material lebih dari 65

mm. Sumber radiasi lain boleh dipakai atas persetujuan dari Engineer (6.17.6)

di ASME tidak ada ketentuan.

5.3.5 Pemilihan dan Peletakan Wire IQI

IQI harus dipilih dari group material yang sama dengan material yang akan

diradiografi atau dari group material yang memiliki penyerapan radiasi yang

lebih rendah dari material yang akan diradiografi (T-276.1)

Pemilihan IQI didasarkan pada weld metal (T-276.3)

Untuk sambungan las, ketebalan yang akan digunakan dalam menentukan IQI

didasarkan pada ketebalan material ditambah estimasi tinggi reinforcement

las yang tidak melebihi ketentuan maksimum yang diatur dalam referencing

code section.

Ketebalan backing tidak diperhitungkan di dalam pemilihan IQI (T-276.2(a))

Pengukuran aktual tinggi reinforcement las tidak diwajibkan (T-276.2(a))

IQI harus sebisa mungkin diletakkan pada sisi sumber dari objek/source side

(T-277.1)

108

Jika akses tidak memungkinkan untuk meletakkan IQI di sisi sumber maka

IQI bisa diletakkan pada sisi film/film side dan ditandai huruf “F” didekat IQI

tersebut (T-277.1(b))

Wire IQI harus diletakkan tegak lurus dengan alur las

Ketentuan peletakan IQI menurut AWS D1.1 sama dengan ketentuan ASME

Sec. V

Ketika digunakan film satu atau lebih untuk exposure maka maka sedikitnya

1 citra IQI harus nampak pada tiap-tiap film radiografi (T-277.2)

5.3.6 Marker Lokasi

Marker lokasi yang muncul pada film sebagai citra radiografi harus diletakkan

pada benda uji bukan pada kaset. Lokasinya harus ditandai secara permanen pada

permukaan benda yang diradiografi sehingga dapat dilakukan tracing secara akurat

dari daerah interest pada film terhadap lokasi sebenarnya pada benda. Marker lokasi

harus diletakkan menurut ketentuan sebagai berikut:

a) Single Wall Viewing

Marker lokasi harus diletakkan pada sisi sumber saat melakukan

radiografi pada plat rata atau sambungan las longitudinal pada komponen

silinder atau cone.

Marker lokasi harus diletakkan pada sisi sumber saat melakukan

radiografi pada plat lengkung atau berbentuk bola dengan sisi cekung

menghadap sumber radiasi dan dengan SFD < jari-jari bagian dalam

komponen.

Marker lokasi harus diletakkan pada sisi sumber saat melakukan

radiografi pada plat lengkung atau berbentuk bola dengan sisi cembung

menghadap sumber radiasi

Marker lokasi harus diletakkan pada sisi film saat melakukan radiografi

pada plat lengkung atau berbentuk bola dengan sisi cekung menghadap

sumber radiasi dan dengan SFD > jari-jari bagian dalam komponen.

Marker lokasi dapat diletakkan pada sisi sumber atau sisi film apabila

meradiografi plat lengkung atau berbentuk bola yang sisi cekungnya

109

menghadap sumber radiasi dan jarak SFD = jari-jari bagian dalam

komponen.

b) Double Wall Viewing

Untuk double wall viewing setidaknya satu marker lokasi harus diletakkan

berdekatan dengan las-lasan atau pada material di daerah interest pada

tiap-tiap film

5.3.7 Source to Object Distance (SOD)

Agar diperoleh film yang memiliki definisi yang baik maka jarak minimum

dari sumber radiasi ke objek harus dihitung menggunakan persamaan:

SOD = .......................(5.1)

SOD :jarak minimum sumber radiasi ke objekF :ukuran sumber radiasi (mm)Tw :tebal las (mm) [lihat tabel 5.3]Ug :geometric unsharpness maximum(mm) [lihat tabel 5.4]

Tabel 5.3 Ketentuan tebal las (Tw)

PLATPIPA (OD ≤ 3.5

Inches)PIPA (OD > 3.5 Inches

EXPOSURE

TIMETw = Tm +Tr Tw = 2 (Tm + Tr) Tw = 2 (Tm + Tr)

Ug Tw = Tm +Tr Tw = OD + (2 x Trface) Tw = Tm + Tr

IQI Selection Tw = Tm +Tr Tw = (2 x Tm) + Tr Tw = Tm + Tr

Tabel 5.4 Ug maksimum

Tebal las (mm) Ug maksimum(mm)

< 50 0.51

50 – 75 0.76

76 – 100 1.02

> 100 1.78

110

5.3.8 Teknik Exposure

Teknik single wall exposure sebisa mungkin harus digunakan untuk melakukan

radiografi. Apabila tidak memungkinkan penggunaan teknik single wall, maka harus

digunakan teknik double wall.

a) Single Wall Exposure Single Viewing (SWSV) [Teknik Panoramik]

Untuk pipa dengan sembarang outside diameter.

Dibutuhkan minimal 3 buah IQI diletakan pada jarak yang sama (0o, 120o,

dan 240o).

SFD sebesar outside diameter dibagi dua.

Penempatan IQI disarankan pada sisi sumber, jika tidak memungkinkan bisa

diletakkan pada sisi film.

Penempatan marker lokasi pada salah satu sisi.

Gambar 5.17 Teknik Panoramik

b) Single Wall Exposure Single Viewing (SWSV) [Permukaan Lengkung]

Minimal satu buah IQI diletakkan pada salah satu ujung las-lasan yang diuji.

Minimal dibutuhkan empat kali exposure pada jarak 0o, 90o, 180o, 270o.

Besarnya SOD minimal harus dihitung menurut persamaan 5.1

Penempatan IQI disarankan pada sisi sumber, jika tidak memungkinkan dapat

diletakkan pada sisi film.

Penempatan marker lokasi pada sisi film untuk Gambar 5.18 (a), dan pada sisi

sumber untuk Gambar 5.18 (b).

111

(a) (b)

Gambar 5.18 SWSV Permukaan Lengkung

c) Double Wall Exposure Single Viewing (DWSV) [Teknik Kontak]

Untuk pipa dengan outside diameter lebih dari 3,5 inchi (88 mm).

Minimal diperlukan tiga kali exposure pada jarak 0o, 120o, dan 240o.

SFD minimal sebesar outside diameter pipa.

Penempatan IQI disarankan pada sisi sumber, jika tidak memungkinkan dapat

diletakkan pada sisi film.

Penempatan marker lokasi pada sisi film.

Gambar 5.19 DWSV Teknik Kontak

d) Double Wall Exposure Double Viewing (DWDV) [Teknik Elips]

Untuk pipa dengan outside diameter ≤ 3,5 inchi (88 mm).

Minimal diperlukan dua kali exposure pada jarak 0o dan 90o.

Jarak antara kedua citra las-lasan minimum selebar las.

112

Jarak pergeseran sumber dari garis tengan las disarankan = 1/5 SFD + 2 kali

lebar capping las.

Penempatan IQI pada sisi sumber.

Penempatan marker lokasi pada salah satu sisi.

Gambar 5.20 DWDV Teknik Elips

e) Double Wall Exposure Double Viewing (DWDV) [Teknik Superimpos]

Untuk pipa dengan outside diameter ≤ 3,5 inchi (88 mm).

Minimal diperlukan tiga kali exposure pada jarak 0o, 60o, dan 120o.

Penempatan IQI pada sisi sumber.

Penempatan marker lokasi pada salah satu sisi.

Gambar 5.21 DWDV Teknik Superimpos

113

5.3.9 Waktu Paparan (Exposure Time)

a) Single Wall Single Viewing (SWSV) & Double Wall Single Viewing (DWSV)

Untuk sumber radiasi sinar-X

Untuk sumber radiasi sinar Gamma

Pada SWSV tebal satu dinding digunakan untuk menentukan

besarnya nilai paparan, E (Exposure), sedangkan pada DWSV

tebal dua dinding digunakan untuk menentukan besarnya nilai

paparan (lihat Tabel 5.3)

b) Double Wall Double Viewing (DWDV) Teknik Elip

Untuk sumber radiasi sinar-X

Untuk sumber radiasi sinar Gamma

Tebal dua dinding digunakan untuk menentukan besarnya nilai

paparan, E (lihat Tabel 5.3)

Dimana:

WP :waktu paparan (menit)

E :exposure atau paparan (Ci menit atau mA menit) diperoleh

dari exposure chart

i :arus tabung (mA)

A :aktivitas sumber (Ci)

SFD :jarak sumber ke film

114

(a)

(b)

Gambar 5.22 Exposure Chart (a) Iridium-192. (b) X-Ray exposure chart for steel

5.3.10 Film ProcessingSaat exsposure selesai dilakukan, film diproses sehingga citra laten atau citra

tersembunyi yang dihasilkan oleh radiasi akan tampak. Pada dasarnya terdapat tiga larutan

pemroses yang dipakai untuk mengubah sebuah film yang telah terekspos menjadi film

radiografi, yaitu Developer, Stop Bath, dan Fixer.

115

Developer adalah suatu larutan, yang salah satu zat kimianya adalah “accelerator”

(pemercepat) yang membuat larutan bersifat basa. Zat kimia ini menghilangkan lapisan

pelindung dan menggembungkan pengemulsi, sehingga memungkinkan zat pengembang

bereaksi dengan butiran yang terekspos. Zat kimia lainnya di dalam developer adalah

“reducer” yang terbuat dari metol atau hydroquinone. Fungsinya adalah untuk mereduksi

butiran perak bromida yang terekspos menjadi logam perak berwarna hitam. Seluruh bagian

film tidak berubah menjadi hitam karena reducer dapat membedakan antara butiran yang

terekspos dan yang tidak terekspos. Namun demikian, jika film dibiarkan terendam dalam

larutan developer terlalu lama, reducer akan bereaksi dengan butiran yang tak terekspos dan

terjadi pengkabutan.

Waktu dan suhu adalah faktor-fafaktor penting di dalam proses development. Pada

proses development biasanya digunakan suhu 20oC dengan waktu celup antara 5 sampai 8

menit. Namun demmikian, hal tersebut harus selalu diverifikasi dengan prosedur atau

spesifikasi yang digunakan. Jika suhu larutan dinaikkan, kecepatan penembusan larutan basa

juga akan bertambah besar.

Apabila sebuah film dikeluarkan dari dalam larutan developer, maka sejumlah kecil

larutan basa akan tertinggal di film tersebut. stop bath memiliki dua fungsi:

1. Menghentikan aksi developing dengan cara menetralkan zat basa developer (basa

dan asam saling menetralkan).

2. Menetralkan zat basa developer sebelum film dimasukkan ke dalam cairan fixer,

sehingga memperpanjang usia fixer.

Zat kimia yang digunakan di dalam stop bath biasanya adalah asam asetat glacial.

Fixer secara permanen mengefixkan citra pada film. Di dalam developer, butiran

perak bromida direduksi menjadi logam perak, namun demikian butiran perak bromida yang

tak terekspose masih tertinggal di dalam emulsi dan nampak berwarna kuning susu pada film.

Fixer menghilangkan semua butiran perak yang tidak terekspose dari dalam film. Di dalam

proses fixing, terdapat dua tahap yang terpisah.

1. Waktu pembersihan: ini menghilangkan semua butiran perak yang tidak terekspose

dan kabut pada film berangsurangsur hilang. Namun demikian, waktu total film di

dalam fixer sebaiknya dua kali waktu yang diperlukan untuk membersihkan film.

2. Pengerasan: fixer juga mengeraskan emulsi gelatin yang membantu mencegah

timbulnya goresan selama penanganan.

Setelah pemrosesan dengan zat kimia, film dicuci dan dikeringkan. Jika air menjadi

masalah, film kadangkala dicelupkan ke dalam suatu larutan untuk mencegah timbulnya

116

bintik-bintik air. Larutan ini membuat air mudah membasahi film dan menghasilkan

pengeringan yang merata.

5.4 Kalibrasi

5.4.1 Step Wedge Calibration Film

Adalah film yang digunakan untuk mengkalibrasi densitometer.

Setidaknya harus memiliki 5 step mulai dari density 1.0 hingga 4.0.

Step wedge calibration film bisa digunakan tanpa verifikasi selama setahun

mulai dari pertama dibuka selama tanggal expired belum terlewati. (T-262.1).

Harus dilakukan verifikasi setahun sekali terhadap national standard step

tablet, kecuali disimpan didalam bungkus yang kedap dan tahan air bawaan

manufacturer (T-262.1).

5.4.2 Densitometer

Wajib dikalibrasi setiap 90 hari. (T-262.1).

Dikalibrasi terhadap step wedge calibration film.(T-262.1).

Setiap memulai pekerjaan atau setelah penggunaan selama 8 jam atau setelah

penggatian lensa densitometer wajib di verifikasi/cek terhadap step wedge

calibration film.(T-262.3).

Kalibrasi dilakukan pada step density yang mendekati 1.0, 2.0, 3.0 dan 4.0.

Densitometer acceptable jika pembacaan density tidak melebihi ± 0.05

density unit dari density aktual yang disebutkan pada step wedge calibration

film.

5.4.2 Step Wedge Comparison Film

Adalah film pembanding yang bisa digunakan untuk mengukur densitas film.

Density pada setiap step pada step wedge comparison film harus diverifikasi

menggunakan densitometer yang terkalibrasi. (T-262.2(b)).

Step wedge comparison film acceptable jika pembacaan density pada

densitometer yang terkalibrasi tidak bervariasi melebihi ± 0.1 dari density

yang disebutkan pada step wedge comparison film (T-262.2(b)).

117

5.5 Evaluasi Film Radiografi

Citra las-lasan pada film radiografi hanya dapat dievaluasi apabila sudah

memenuhi beberapa persyaratan diantaranya, ada atau tidaknya artifak film (indikasi

palsu), densitas dan variasi densitas, sensitivitas, unsharpness geometri, dan

backscatter

5.5.1 Artifak Film Radiografi

Proses radiografi sangat rentan terhadap kotoran dan penanganan film yang

kurang hati-hati. Loading unloading dan pemrosesan film yang tidak benar akan

menghasilkan artifak atau indikasi palsu. Ada banyak jenis artifak film beberapa

diantaranya dapat disalah artikan sebagai diskontinuitas las, oleh karena itu sangat

penting untuk mengidentifikasi indikasi-indikasi palsu pada film.

Semua film radiografi harus bersih dari segala macam kerusakan mekanis dan

noda kimia yang dapat menutupi dan membingungkan dengan citra diskontinuitas di

dalam daerah interest, noda-noda tersebut meliputi, dan tidak terbatas pada:

Fogging

Cacat pemrosesan seperti streaks, water mark atau noda kimia.

Goresan, bekas jari tangan, corengan atau sobekan.

Indikasi-indikasi palsu akibat screen yang rusak.

5.5.2 Unsharpness Geometris (Ug)

Ug tidak boleh melebihi batasan yang tercantum pada ASME section V Article

2 Tabel T-271.2

Tabel 5.5 Batasan Ug

Besarnya Ug harus dihitung menggunakan persamaan

Ug = atau Ug = .......(5.2)

118

5.5.3 Batasan Densitas

Besarnya densitas film dari citra radiografi yang lokasinya berdekatan dengan

kawat yang diminta dari IQI dan di daerah interest harus:

Minimum 2,0 untuk pengamatan satu film.

Minimum 1,3 pada masing-masing film untuk pengamatan secara bersamaan

dari multiple film exposure.

Maksimum 4,0 untuk pengamatan satu film atau bersamaan.

Toleransi densitas sebesar 0,05 diijinkan untuk variasi pembacaan pada

densitometer.

5.5.4 Batasan Variasi Densitas

Variasi densitas film radiografi di area interest harus tidak boleh:

a) Bervariasi melebihi minus 15% atau plus 30% dari densitas di dekat kawat

yang diminta dari wire IQI

b) Melebihi rentang densitas minimum atau maksimum yang diijinkan dalam

batasan densitas, yaitu 2,0 – 4,0.

Apabila persyaratan a) tidak dapat terpenuhi, maka harus diletakkan IQI

tambahan untuk daerah-daerah yang tidak memenuhi tersebut dan diradiografi ulang.

5.5.5 Sensitivitas

Sensitivitas film radiografi menyatakan ukuran diskontinuitas terkecil yang

mampu di tampakkan pada film, besarnya sentitivitas dapat dilihat dari ukuran kawat

terkecil yang muncul di film, secara kuatitatif dapat dihitung besarnya dengan rumus

Sensitivitas dianggap memenuhi persyaratan apabila kawat yang diminta

(essential wire) muncul pada film radiografi, jika tidak maka harus dilakukan

radiografi ulang.

119

5.5.6 Excessive Backscatter

Huruf “B” yang terbuat dari timbal dengan ukuran minimum tinggi 13 mm dan

tebal 1,5 mm harus diletakkan di bagian belakang masing-masing kaset selama

melakukan exposure untuk melihat adanya radiasi backscatter pada film.

Film radiografi tidak dapat diterima apabila citra “B” yang lebih terang muncul

pada latar belakang yang lebih gelap. Jika citra “B” yang lebih gelap muncul pada

latar belakang yang lebih terang maka film dapat diterima.

5.5.7 Acceptance Criteria

Acceptance Criteria berdasarkan ASME Section VIII Div. 1 Paragraf UW-51

(full radiografi)

ELONGATED INDICATION

1. Crack, IP dan IF Repair

2. Indikasi memanjang tidak boleh melebihi

a. 6 mm untuk t ≤ 19 mm

b. 1/3 X t, untuk t dari 19 mm - 57 mm

c. 19 mm untuk t > 57 mm

Dimana t adalah material

3. Group of aligned indications (jumlahnya ≥ 4 indikasi)

a) Cek spasi dalam satu group, spasi harus > 6L, jika spasi lebih dari 6L

indikasi harus dievaluasi secara terpisah (L= panjang indikasi terpanjang

dala satu group tersebut)

b) Jika semua spasi ≤ 6L maka cek panjang indikasi total di sepanjang 12t

las-lasan, panjang total maksimum = t. Jika melebihi maka REPAIR

(penentuan panjang 12t dipilih pada area of interest yang paling rawan

atau banyak indikasinya)

4. Kondisi las-lasan bagian root (biasanya root pipa yang tak dapat di

inspeksi visual) diterima apabila densitas pada film radiografi tidak

berubah drastis

ROUNDED INDICATION

1. INDIVIDUAL

a) Nonrelevant indication diabaikan

120

• Ukuran maksimum = 1/10 X t untuk t < 3 mm

• Ukuran maksimum = 0.4 mm untuk t 3 mm – 6 mm

• Ukuran maksimum = 0.8 mm untuk t 7 mm – 50 mm

• Ukuran maksimum = 1.6 mm untuk t > 50 mm

b) Random ( spasi < 25 mm) ukuran maksimum ¼ X t atau 4 mm (pilih yang

terkecil)

c) Isolated ( spasi ≥ 25 mm) ukuran maksimum 1/3 X t atau 6 mm (pilih yang

terkecil)

2. ALIGNED OF ROUNDED INDICATIONS (INDIVIDU, JUMLAHNYA

≥ 4 INDIKASI)

a) Cek individu

• Random ( spasi < 25 mm) ukuran maksimum 1/4 X t atau 4 mm (pilih

yang terkecil)

• Isolated ( spasi ≥ 25 mm) ukuran maksimum 1/3 X t atau 6 mm (pilih yang

terkecil)

b) Cek panjang indikasi total sepanjang 12 t maksimum adalah < t

Jika salah satu dari point a) dan b) tidak memenuhi langsung REPAIR

3. GROUP OF ALIGNED ROUNDED INDICATIONS (GROUP,

JUMLAHNYA ≥ 4 INDIKASI)

a) Cek individu

• Panjang maksimum = 6 mm untuk t < 19 mm

• Panjang maksimum = 1/3 X t untuk t 19 – 57 mm

• Panjang maksimum = 19 mm untuk t > 57 mm

b) Cek spasi, spasi harus ≥ 3L (L panjang terbesar diantara dua group yang

berdekatan

c) Cek panjang indikasi total sepanjang 12 t, panjang total maksimum < t

Jika salah satu dari a, b dan c tidak memenuhi langsung repair

4. UNTUK TEBAL MATERIAL ˂ 3 mm

jumlah indikasi maksimum yang diijinkan adalah 12 indikasi di sepanjang

150 mm las-lasan (pengurangan jumlah indikasi secara proporsional

berlaku jika panjang las < 150 mm)

5. UNTUK CLUSTER

121

a) Panjang maksimum = 25 mm atau 2t (pilih yang lebih kecil)

b) Jika ada > 1 cluster sepanjang 150 mm las maka dijumlah dan tidak boleh

melebihi 25 mm. Jarak antar cluster diabaikan.

Acceptance Criteria berdasarkan ASME Section VIII Div. 1 Paragraf UW-52 (spot

radiografi)

ELONGATED INDICATION

1. Crack, IP dan IF di Repair

2. Elongated (slag inclusion atau cavities):

a) Cek panjang indikasi individual maksimum = 2/3 X t (t = tebal material)

• Panjang indikasi < 6 mm acc untuk semua ketebalan

• Panjang indikasi > 19 mm repair untuk semua ketebalan

b) Multiple aligned indication (jumlahnya ≥ 4 indikasi, jika jumlahnya < 4

tidak perlu di cek spasinya)

• Spasi harus ≥ 3L

• Panjang indikasi total maksumum = t sepanjang 6t las-lasan (penentuan

panjang 6t las-lasan dipilih pada daerah interest yang paling rawan atau

banyak indikasinya

Jika salah satu dari point a) dan b) tidak memenuhi langsung REPAIR

ROUNDED INDICATION

Semua rounded indication di ACC

5.6 Keselamatan Kerja Radiasi

Radiasi memiliki beberapa efek pada keselamatan dan kesehatan tubuh

manusia, efek tersebut diklasifikasikan sebagai berikut:

a. Efek stokastik (probabilitas), tidak ada batas ambang, sekecil apapun

dosis yang diterima tubuh ada efeknya seperti kanker, leukemia dan

mutasi sel.

b. Efek deterministik (pasti), dosis yang diterima melebihi batas ambang

c. Efek genetik, berpengaruh pada keturunan

d. Efek somatic, efek fisik yang nampak pada tubuh kita

122

Sumber-sumber bahaya radiasi diantaranya adalah X ray, Gamma ray, partikel

alfa, partikel beta dan neutron. X ray dan gamma ray perlu diwaspadai karena dapat

menembus hampir semua logam. Partikel alfa dan beta sudah terserap di udara

karena daya ionisasinya besar. Tindakan yang perlu dilakukan untuk meminimasisasi

bahaya radiasi diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Gunakan waktu eksposure seminimal mungkin karena dosis yang

diterima tubuh sama dengan laju dosis dikali waktu paparan.

2. Jaga jarak aman karena laju dosis berbanding terbalik dengan kuadrat

jarak, semakin besar jarak semakin kecil laju dosis

3. Gunakan shielding karena laju dosis akan berkurang ketika melewati

sebuah shielding.

Dimana D :Dosis (Rem)

:Laju dosis sebelum ada shielding (Rem/jam)

:Laju dosis sesudah ada shielding (Rem/jam)t :waktu paparan

T :Faktor gamma

A :Aktifitas sumber (Curie)

R :Jarak (meter)

Contoh soal: Berapakah tebal shielding Pb yang diperlukan untuk melindungi

seorang pekerja radiasi yang berada pada jarak 10 meter dari sumber radiasi dengan

aktifitas 2 curie ? deketahui HVL pb 4,8 mm, faktor gamma 0,5, laju dosis aman 25

mR/jam atau 5 Rem/tahun (asumsi jam kerja efektif 2000 jam kerja dalam setahun)

Jawab:

123

Jadi kebutuhan tebal shielding agar pekerja menerima laju dosis yang aman

(dibawah NBD/nilai batas dosis) adalah sebesar 9,6 mm

Besar NBD tergantung pekerjaan perseorangan:

Pekerja radiasi sebesar 5 Rem/tahun atau 2,5 mR/jam

Pekerja non radiasi sebesar 1,5 Rem/tahun atau 0,75 mR/jam

Pekerja umum 0,5 Rem/tahun atau 0,25 mR/jam

Pembagian daerah kerja aman radiasi didasarkan pada NDB tersebut, area laju

dosis pada besaran 2,5 mR/jam harus diberi batasan tali berwarna kuning, area laju

dosis pada besaran 0,75 mR/jam harus diberi tanda bahaya radiasi.

Peralatan keselamatan radiasi yang perlu digunakan saat bekerja meliputi:

Survey meter, membaca laju paparan atau laju dosis

Pen dosimeter, membaca eksposur kumulatif dalam satuan Roentgens

Film bedge, membaca dosis equivalen atau dosis yang masuk tubuh

5.7 Reporting

Form laporan hasil pengujian radiografi dapat dilihat pada Lampiran 4

124

LAMPIRAN 1

PENETRANT TEST

Date : ………………………………Material : ………………………………Welding Process / Position : ………………………………Reference : ………………………………

Type of Penetrant visible fluorescent dual sensitivityMethod solvent removable water-washable post emulsifier

Timeprecleaning ……….………….. min emulsifying ……….………….. minpenetration ……….………….. min developing ……….………….. min

Surface condition weld machine process grind ……………..

Rangebase metal weld partedge preparation repair weldback chipping …………………………………….

No. Part / ItemSize(mm) Type of defect

ResultRemark

Accepted Reject

Lighting equipment : ………………………………Light intensity : ………………………………

Reviewed by, Examined by,Name NRP Signature

1.2.3.

( ) 4.NIP: 5.

125

LAMPIRAN 2

MAGNETIC PARTICLE TEST

Date : ………………………………Material : ………………………………Reference : ………………………………

Equipment yoke prod coil SN:Particle type dry wet fluorescent color contrastMethod continuous residualSurface condition weld machine process grind ……………..

Rangebase metal weld partedge preparation repair weldback chipping …………………………………….

No. Part / Item Size of defect Result RemarkAccepted Reject

Lighting equipment : ………………………………Light intensity : ………………………………

Reviewed by, Examined by,Name NRP Signature

1.2.3.

( ) 4.NIP: 5.

126

LAMPIRAN 3

LAMINASI

NAMA / NRP : ………………………………KODE TEST PIECE/TANGGAL : ………………………………RANGE : ………………………………PROBE : ………………………………dB : ………………………………

Reviewed by, Examined by,Name NRP Signature

1.2.3.

( ) 4.NIP: 5.

127

SIDE DRILL HOLE

NAMA / NRP : ………………………………KODE TEST PIECE/TANGGAL : ………………………………RANGE : ………………………………PROBE : ………………………………dB : ………………………………

Reviewed by, Examined by,Name NRP Signature

1.2.3.

( ) 4.NIP: 5.

128

LAMPIRAN 4

Customer : Drawing No. : Rev No. : 00/Project : Procedure No. : No : FM/LUB/010Unit No. : Aplicable CODE :

PART RADIATION SOURCEName : Isotope Ir-192 Co-60 X-rayID/OD : Activity : - Notes:Mat’l Type : Source Size : Min.SFD : Minimal Source Film DistanceMat’l Thk. : TECHNIQUE Ac.SFD : Actual Source Film DistanceReinforc. Thk : Exposure Single Wall Double Wall SWSV : Single Wall Single ImageWeld Thk. : Viewing Single Image Double Image DWSV : Double Wall Single ImageBacking Ring Yes No Exposure Time : DWDV : Double Wall Double Image

FILM Min. SFD : Ac. SFD : Other : Other than listedManufacturer : No. of Film in Holder Single Multiple UC : Undercut

IMAGE QUALITY INDICATOR (IQI) IP : Incomplete PenetrationFilm Type : Wire No. : SET 123456 IF : Incomplete FusionDimension : Hole No. : 1T 2T 4T P : Porosity

SCREEN Placement Source Side Film Side C : CrackLead : Front Back Block Thk. : - CP : Claster PorosityThickness : MARKER PLACEMENT SI : Slag / Solid Inclusion

Source Side Film Side ND : No DefectDateOf RT

WelderStamp

Identification Density Sens’ty%

Discontinuities Result Remark & CommentJoint No. Location Min Max UC IP IF P C CP SI ND Acc Rej

Radiographed by: Reviewed by RT ASNT Level II Reviewed by: Reviewed by:

Date: Date: Date: Date:

129

RADIOGRAPHIC INTERPRETATION REPORT

Name : Date :

Signature : Interpretation Result : Acc / Reshoot

Radioragraphic Identification :

Material: Base Metal Thickness: mm Weld Thickness: mm

Welding Process: Edge Preparation:

Source Type: Source Size: mm SOD : mm

Film Type: Screens: Technique:

Type of IQI used: No. of Visible Wire: Wire Diameter: mm

Film Density: Adjacent to the designated wire Min. : Max. :

Film Density Requirements: Min. : X 0.85 = Max. : X 1.3 =

Report

1. Calculate the sensitivity level (EPS) for the radiograph !

2. What is the wire ID number (essential wire) or wire diameter that must appear onradiograph ? (base on your calculation)

3. Calculate the geometric unsharpness (Ug) base on the parameter given !

4. Comments on radiographic quality:a) Sensitivity :b) Density :c) Technique :

130

RADIOGRAPHIC EVALUATION REPORT

SINGLE WALL SINGLE VIEWING (SWSV) / DOUBLE WALL SINGLE VIEWING (DWSV)

RESULT: ACC. / REPAIR

No. Discontinuity Found Length (mm) No. Artifacts Found

C

131

RANCANGAN ALAT BANTU AJAR

Alat perga yang akan di buat dalam pengembangan metode pembelajaran Teori NDT

adalah:

1. Pembuatan cacat las buatan specimen sambungan pengelasan yang terdiri

dari berbagai tipe sambungan (butt joint, lap joint. Tee joint) dengan bahan

polimer.

Gambar A: Spesimen uji visual

Cacat las buatan ini selanjutnya akan digunakan dalam menjelaskan bagaimana tata

cara atau prosedur dalam melakukan NDT uji visual dengan menggunakan alat ukur

(welding gauge), selanjutnya mengevaluasi berdasarkan acceptance standart baik

menurut ASME Section I, VIII & IX, AWS D1.1, API 1104 dan BS/EN/ISO.

2. Penyediaan peralatan Uji Visual

Peralatan uji visual yang diperlukan diantaranya adalah:

a. Senter

b. Penggaris

132

c. Welding gauge

d. Mirror inspection

3. Pembuatan Video tutorial Liquid Penetant Test dan Magnetic Particle

Test

a. Pembuatan skenario

b. Proses shotting

c. Proses editing

133

DAFTAR PUSTAKA

ASME Section V (2013), Nondestructive Examination, American Society ofMechanical Engineers, New York.

ASME Section IX (2013), Welding and Brazing Qualification, American Society ofMechanical Engineers, New York.

AWS Welding Handbook. (2001), Welding Science and Technology, 9th edition,American Welding Society., Miami.

AWS D1.1 (2015), Structural Welding Code – Steel, American Welding Society.,Miami.

Hendro, Wing. (2009), NDE Training Handout, NDE Center ITS.,Surabaya

Hellier, J.Charles, (2003), Handbook of Non Destructive Evaluation, Mc Graw-HillCompanies,Inc, United States