UJI TAK MERUSAK  Memeriksa integritas suatu benda uji  Ditentukan oleh ada/tidaknya cacat-cacat seperti retakan (crack), keropos (void), inklusi (inclusion)

Presentasi berjudul: "UJI TAK MERUSAK  Memeriksa integritas suatu benda uji  Ditentukan oleh ada/tidaknya cacat-cacat seperti retakan (crack), keropos (void), inklusi (inclusion)"— Transcript presentasi:

1 UJI TAK MERUSAK  Memeriksa integritas suatu benda uji  Ditentukan oleh ada/tidaknya cacat-cacat seperti retakan (crack), keropos (void), inklusi (inclusion) atau bentuk- bentuk ketidakhomogenan lainnya  Untuk mendeteksinya suatu gelombang ultrasonik diradiasikan ke dalam benda uji, biasanya berupa pulsa- pulsa  Bila terdapat cacat di dalam benda uji, maka gelombang ultrasonik akan dipantulkan dan diterima oleh transduser yang sama atau transduser yang lain  Dengan mengamati besarnya pulsa gelombang ultrasonik yang diterima, ukuran cacat dapat diperkirakan  Dengan mengukur waktu tempuhnya, posisi/letak cacat dapat diketahui

2  APLIKASI UJI TAK MERUSAK  Pemeriksaan integritas dari konstruksi-konstruksi beton Bangunan, Jembatan Bendungan  Pemeriksaan integritas dari konstruksi-konstruksi baja Reaktor Rotor Turbin Tangki dan pipa-pipa  Pemeriksaan hasil-hasil pengerjaan Pengecoran Pengelasan Perekatan

3  PEMERIKSAAN CACAT  Mendeteksi adanya cacat  Paling mudah dilakukan  Menentukan letak cacat  Mengukur waktu tempuh  Menentukan jenis cacat  Cacat bidang (paling berbahaya)  Cacat volume (tidak begitu berbahaya)  Memperkirakan ukuran cacat  Paling sukar dilakukan  Terdapat berbagai metoda

4  MENDETEKSI ADANYA CACAT FWE BWE FE 1 FE 2 FWE = Front Wall Echo BWE = Back Wall Echo FE 1 = Flaw Echo 1 FE 2 = Flaw Echo 2 Layar osiloskop Front Wall Back Wall Flaw 1 Flaw 2 Transduser

5  MENENTUKAN LETAK CACAT Letak cacat tepat di sumbu transduser Letak cacat tidak tepat di sumbu transduser  Dilakukan penyapuan (scanning) di sekitar cacat sampai diperoleh pulsa maksimum

6  MENENTUKAN JENIS CACAT  Bila cacatnya keropos atau inklusi yang merupakan cacat volume, maka pergeseran posisi transduser tidak banyak mengubah amplituda pulsa Cacat volumeCacat bidang  Bila cacatnya retakan yang merupakan cacat bidang, maka pergeseran posisi transduser akan menyebabkan amplituda pulsa berubah secara drastis

7  MEMPERKIRAKAN UKURAN CACAT  Pekerjaan yang paling sulit dalam pemeriksaan cacat  Hanya dapat memperkirakan (estimasi) besarnya ukuran cacat  Kadang-kadang hanya menyatakan bahwa ukuran cacat yang sedang diperiksa lebih besar atau lebih kecil dari suatu harga tertentu (cacat acuan)  Cacat-cacat acuan biasanya terdapat pada blok acuan (reference block) yang terbuat dari baja atau alumunium  Secara umum terdapat tiga cara memperkirakan ukuran cacat  Analisis amplituda (amplitude analysis)  Analisis waktu (time analysis)  Analisis frekuensi (frequency analysis)

8  METODA JATUH (DROP METHOD)  Hanya dapat dilakukan bila ukuran cacat lebih besar dari diameter transduser  Dilakukan penyapuan pada daerah yang akan diperiksa  Bila amplituda pulsa adalah setengah ( - 6 dB) dari amplituda maksimum, maka diperkirakan sumbu transduser berada tepat pada ujung cacat  Kadang-kadang digunakan – 12 dB atau – 20 dB

9  METODA DGS  Dapat memperkirakan ukuran cacat yang lebih kecil dari diameter transduser  Menggunakan BWE sebagai pembanding yang merupakan cacat tak hingga  Menggunakan suatu diagram yang disebut DGS (Distance Gain Scale)  Setiap transduser mempunyai diagram DGS-nya sendiri  D (distance) adalah jarak dari front wall dinyatakan dengan medan dekat (N)  G (gain) adalah perbandingan ukuran cacat terhadap diameter transduser  S (scale) adalah perbedaan antara amplituda FE dan amplituda BWE  Kekurangan metoda DGS : Bila transduser tidak baru lagi, diagram DGS-nya tidak dapat dipakai Tidak dapat digunakan bila back wall atau cacatnya miring terhadap kerkas gelombang karena tidak ada pantulannya

10 Diagram DGS untuk medan jauh

11 Diagram DGS untuk medan dekat

12  Menentukan ukuran cacat pada permukaan  Menggunakan metoda Time-Of-Flight Diffraction (TOFD)  Memanfaatkan peristiwa difraksi (pemantulan gelombang ke segala arah)  MENENTUKAN KEDALAMAN RETAKAN

13 Soal No. 1 Pada suatu bahan baja terdapat sebuah retakan permukaan sedalam h. Untuk mendeteksinya digunakan dua buah transduser, yang satu bertindak sebagai pemancar (T) sedangkan transduser yang lain (R) bertindak sebagai penerima. Kedua transduser ini merupakan transduser transversal dimana kecepatannya di dalam baja adalah V T. Pada suatu pengukuran, jarak dari ujung atas retakan ke transduser pemancar T dan ke transduser R masing-masing adalah a dan b. Waktu tempuh gelombang ultrasonik dari transduser T ke transduser R setelah didifraksikan oleh ujung bawah retakan adalah sebesar t. a)Buat persamaan-persamaan yang dapat digunakan untuk menentukan h sebagai fungsi dari V T, a, b dan t. b)Hitung kedalaman retakan h, bila V T = 3,230 km/s, a = 60 mm, b = 40 mm dan t = 32,374  s.

14 a b h xy

15

16

17 Soal No. 2 Pada suatu bahan baja terdapat sebuah retakan permukaan sedalam h. Untuk mendeteksinya digunakan dua buah transduser gelombang transversal dimana kecepatannya di dalam baja adalah V T. Meskipun keberadaan retakan ini dapat dideteksi, tetapi posisi ujung atas nya tidak dapat ditentukan. Oleh karena itu diperlukan dua kali pengukuran. Pada pengukuran pertama dimana jarak antar transduser (T–R 1 ) adalah d 1 waktu tempuhnya sebesar t 1. Sedangkan pada pengukuran kedua dimana jarak antar transduser (T-R 2 ) adalah d 2 waktu tempuhnya sebesar t 2. a)Buat persamaan-persamaan yang dapat digunakan untuk menentukan h sebagai fungsi dari V T, d 1, d 2, t 1 dan t 2. b)Hitung h, bila V T = 3,230 km/s, d 1 = 100 mm, d 2 = 150 mm, t 1 = 31,873  s, dan t 2 = 47 187  s.

18 a d 1 = a + b d 2 = a + c h x y z b c

19

20 % Program ndtno2.m : Soal No.2 Uji Tak Merusak clear all % Data yang diketahui dan diukur d1=100; d2=150; t1=31.873; t2=47.187; vt=3.23; % Menghitung panjang lintasan f=t1*vt; g=t2*vt; % Iterasi ganda untuk menentukan kedalaman dan posisi retakan for i=1:10 a(i)=10+10*(i-1); % Iterasi a : 10 s/d 100 setiap kenaikan 10 mm for j=1:10 h(j)=2+2*(j-1); % Iterasi h : 2 s/d 20 setiap kenaikan 2 mm k1=f-sqrt(h(j)^2+(d1-a(i))^2); k2=g-sqrt(h(j)^2+(d2-a(i))^2); k(i,j)=abs(k1-k2); end k % Menampilkan matriks k : baris a dan kolom h  PROGRAM MATLAB : NON DESTRUCTIVE TESTING

21 24681012141618 100.52780.50410.46450.40930.33860.25260.15170.03590.0942 20 0.5262 0.4974 0.4495 0.3827 0.2973 0.1935 0.0717 0.0676 0.2240 30 0.5239 0.4882 0.4290 0.3465 0.2410 0.1132 0.0366 0.2075 0.3990 40 0.5206 0.4753 0.4000 0.2953 0.1618 0.0002 0.1886 0.4034 0.6431 50 0.5158 0.4560 0.3569 0.2193 0.0443 0.1666 0.4120 0.6899 0.9985 60 0.5080 0.4251 0.2881 0.0985 0.1414 0.4290 0.7611 1.1344 1.5453 70 0.4942 0.3702 0.1663 0.1136 0.4644 0.8802 1.3543 1.8799 2.4499 80 0.4646 0.2539 0.0882 0.5492 1.1142 1.7669 2.4911 3.2714 4.0942 90 0.3711 0.1014 0.8269 1.7395 2.7787 3.8965 5.0572 6.2355 7.4136 h a

22 24681012141618 100.52780.50410.46450.40930.33860.25260.15170.03590.0942 20 0.5262 0.4974 0.4495 0.3827 0.2973 0.1935 0.0717 0.0676 0.2240 30 0.5239 0.4882 0.4290 0.3465 0.2410 0.1132 0.0366 0.2075 0.3990 40 0.5206 0.4753 0.4000 0.2953 0.1618 0.0002 0.1886 0.4034 0.6431 50 0.5158 0.4560 0.3569 0.2193 0.0443 0.1666 0.4120 0.6899 0.9985 60 0.5080 0.4251 0.2881 0.0985 0.1414 0.4290 0.7611 1.1344 1.5453 70 0.4942 0.3702 0.1663 0.1136 0.4644 0.8802 1.3543 1.8799 2.4499 80 0.4646 0.2539 0.0882 0.5492 1.1142 1.7669 2.4911 3.2714 4.0942 90 0.3711 0.1014 0.8269 1.7395 2.7787 3.8965 5.0572 6.2355 7.4136 h = 12 mm a = 40 mm

23 Soal No. 3 Pada bahan baja terdapat suatu retakan permukaan yang miring dengan sudut  dan panjangnya h. Untuk mendeteksinya digunakan tiga buah transduser yang dihubungkan dengan dua buah batang (tandem technique) seperti terlihat pada gambar di bawah ini. Transduser yang satu (T) akan bertindak sebagai pemancar sedangkan dua transduser yang lain (R 1 dan R 2 ) akan bertindak sebagai penerima. Ketiga transduser ini merupakan transduser transversal dengan kecepatan gelombang sebesar V T. Pada suatu pengukuran, dimana jarak ketiga transduser terhadap ujung retakan masing-masing adalah a,, b dan c diperoleh waktu tempuh dari T ke R 1 sebesar t 1 dan waktu tempuh dari T ke R 2 sebesar t 2.

24 Baja, V T T R 1 a b  h c R 2 x y z a)Buat persamaan-persamaan yang dapat digunakan untuk menentukan h dan  sebagai fungsi dari V T, a, b, c, t 1 dan t 2. b)Hitung h dan , bila V T = 3,230 km/s, a = 40 mm, b = 60 mm, c = 110 mm, t 1 = 32,275  s damn t 2 = 47,554  s.

25 Baja, V T T R 1 a b  h c R 2 x y z

26  MENENTUKAN DIAMETER INKLUSI Matrix material Alumunium V 1 Inclusion d, V 2 T/R  Menentukan ukuran dan jenis inklusi (inclusion)  Memanfaatkan perambatan gelombang (refleksi dan refraksi)

27 Soal No. 4 Di dalam bahan alumunium dengan kecepatan gelombang longitudinal V 1 terdapat suatu inklusi berdiameter d dengan kecepatan gelombang longitudinal V 2. Untuk menentukan karakteristik inklusi ini digunakan uji tak rusak (UTR) ultrasonik, yaitu dengan meradiasikan gelombang ultrasonik ke arah inklusi tersebut seperti terlihat pada gambar di bawah ini. Ternyata dari hasil pengamatan diketahui terdapat 4 buah sinyal yang diterima kembali oleh transduser dengan selang waktu masing-masing adalah  t 1,  t 2 dan  t 3. Sinyal pertama berasal dari pantulan permukaan atas inklusi sedangkan pantulan kedua berasal dari pantulan permukaan bawah inklusi. Sinyal ketiga berasal dari pembiasan ke dalam inklusi dengan sudut  yang kemudian menjalar pada sebagian permukaan inklusi. Sinyal keempat berasal dari perambatan melalui setengah dari permukaan inklusi. Gelombang yang merambat pada permukaan inklusi adalah gelombang permukaan dengan kecepatan sebesar V R.

28 Alumunium V 1 Inklusi d, V 2  V R VRVR a)Buat persamaan-persamaan yang dapat dipakai untuk menentukan diameter dan kecepatan gelombang di dalam inklusi b)Dengan menggunakan persamaan-persamaan tersebut di atas, hitung d, V 2 dan V R bila diketahui V 1 = 6,3 km/s,  t 1 = 11,321  s,  t 2 = 12,943  s dan  t 3 = 22.016  s t1t1 t2t2 t3t3

29 t1t1 d V2V2

30 t2t2  90 o L2L2 LRLR V2V2 V1V1 V R

31 V1V1 t3t3 VRVR