DT - 2013

7/28/2019 DT - 2013

1/88

TANPA MERUSAK (NONDESTRUCTIVE)

JENIS PENGUJIAN MATERIAL

Deteksi cacat secara dini Tidak merusak komponen/struktur Penghematan biaya Tidak perlu menghentikan proses produksi Diperoleh informasi secara kualitatip dan kuantitatip

MERUSAK (DESTRUCTIVE)

Pengujian yang dapat menimbulkan kerusakan atauberpotensi menimbulkan kerusakan pada material/struktur

Hanya cocok untuk statistical sampling basis

Tidak cocok untuk struktur/komponen yang mahan dan besar

1

7/28/2019 DT - 2013

2/88

Mechanical TestTensile test: weld metal, weld joint, nick breakBend test: face bend, root bend, side bendCharpy impact test: V-notch, U-notch, keyholeHardness test: Brinell, Vickers, Rockwell

Fracture test: fillet weld

Fatigue Test

Chemical Composition Test

Metallurgical TestFractographyMacrographyMicrography

KATAGORI PENGUJIAN MERUSAK (DT)

2

7/28/2019 DT - 2013

3/88

DESTRUCTIVE TESTING

PENGUJIAN MERUSAK

3

7/28/2019 DT - 2013

4/88

TENSILE TEST

(1) Kualifikasi prosedur pengelasan dan material(2) Memperoleh informasi mengenai sifat mekanis material

(3) Sebagai acuan kriteria penerimaan dan kendali mutu

(4) R & D

Kuat tarik adalah sifat mekanis yang pentingdalam mendisain konstruksi

Tujuan pengujian tarik adalah:

(1) Material dasar (raw material)(2) Material product (las-lasan)

Uji tarik dilakukan pada:

4

7/28/2019 DT - 2013

5/88

Tegangan tarik maksimum (Ultimate Tensile Strength)

Tegangan luluh (Yield Strength)

Regangan (Elongation)

Pengurangan luas penampang (Reduction of Area)

Diagram Tegangan-Regangan (Stress-strain Diagram)

Lokasi dan mode kepecahan

Informasi-informasi yang diperoleh

dari uji tarik:

5

7/28/2019 DT - 2013

6/88

Jenis dan jumlah spesimen

Spesifikasi base metal

Spesifikasi filler material

Harga-harga sifat mekanis

Lokasi kepecahan

Perlakuan panas pasca pengelasan (Post-Weld Heat Treatment)

Perlakuan mekanis (Mechanical Processing Treatment)

Jika pengujian tarik dilakukan untuk menguji spesifikasi suatu

sambungan las atau untuk mengkualifikasi suatu prosedur

pengelasan, maka informasi-informasi berikut ini harus

dicantumkan pada laporan hasil pengujian:

6

7/28/2019 DT - 2013

7/88

TENSILE TEST

7

7/28/2019 DT - 2013

8/88

Typical Tensile SpecimensRectangular Specimen

Dimana: T tebal spesimen uji

W lebar bagian prismatik

A panjang bagian prismatik

L panjang seluruh spesimenG panjang ukur (gage length)

B panjang grip section

C lebar grip section

8

7/28/2019 DT - 2013

9/88

Typical Tensile SpecimenRound specimen

Dimana: D diameter spesimen uji

A panjang bagian prismatik

G panjang ukur (gage length)

R radius pembulatan

9

7/28/2019 DT - 2013

10/88

Mesin Uji Tarik (Universal Testing Machine)

10

7/28/2019 DT - 2013

11/88

Typical progress of a tensile test: (1) beginning of test, no

load; (2) uniform elongation and reduction ofcross-sectional area; (3) continued elongation, maximumload reached; (4) necking begins, load begins to

decrease; and (5) fracture. If pieces are put back togetheras in (6), final length can be measured

7/28/2019 DT - 2013

12/88

SIFAT MEKANIS

1. Tegangan Tarik/Ultimate Tensile Strength (UTS)

Original C.S.A

Rectangular = w x t

Round = D2Tubular = ( OD2 - ID2 )

REMEMBER! 1 N/mm2 = 1 MPa

[MPa]

12

7/28/2019 DT - 2013

13/88

SIFAT MEKANIS

Untuk round spesimen dengan penampang tidak homogen

Dimana: m = massa spesimen (dari timbangan) [gram]

L = panjang spesimen yang ditimbang [mm]

13

7/28/2019 DT - 2013

14/88

2. Tegangan Yield/Yield Strength

3. Regangan/Elongation

[MPa]

SIFAT MEKANIS

Panjang Lo ditentukan berdasarkan standard pengujian yang dipakai (ASTM,

JIS, BKI, dll). Panjang Lo untuk tiap standard dapat berbeda-beda.

14

7/28/2019 DT - 2013

15/88

4. Pengurangan Luas Penampang/Reduction of Area

SIFAT MEKANIS

15

7/28/2019 DT - 2013

16/88

Diagram Tegangan-Regangan

Uj Tarik dilakukan dengan menjepit specimen pada alat/mesin uji dan

ditarik hingga putus Dari hasil pengujian tersebut diperoleh Diagram TeganganRegangan

Absis (sumbu X) - unit Regangan

Ordinat (sumbu Y) - unit Tegangan

Yang perlu diperhatikan :

Daerah elastic

Daerah plastic

Diagram untuk material ductile

Yield point jelas

Kurva agak condong

Diagram untuk material Brittle

Yield point tidak jelas OFFSET 0.2%

Kurva lebih tegak

16

7/28/2019 DT - 2013

17/88

Typical engineering stress-strain plot

in a tensile test of a metal


7/28/2019 DT - 2013

18/88

Two Regions of Stress-Strain Curve

The two regions indicate two distinct forms ofbehavior:

1. Elastic region prior to yielding of the material

2. Plastic region after yielding of the material

7/28/2019 DT - 2013

19/88


19

7/28/2019 DT - 2013

20/88


20

7/28/2019 DT - 2013

21/88


21

(c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning

is a trademark used herein

under license.

7/28/2019 DT - 2013

22/88

Load-strain curves for DUCTILEmaterials

YIELD POINTYIELD POINT

Kurva Beban-Pemoloran

22

7/28/2019 DT - 2013

23/88

OFFSETYIELDPOINT

OFFSETYIELDPOINT

Load-strain curves for BRITTLEmaterials

Kurva Beban-Pemoloran

23

7/28/2019 DT - 2013

24/88

Penentuan Yield Point OFFSET 0.2%

A

O

N

M

c

Yield point 0.2% offset (PROOF STRESS 0.2%)

OA MN

Yield point 0.2% offset = 0.2 x c/

24

7/28/2019 DT - 2013

25/88

Bentuk Kepecahan

Ductile Material

Deformasi pada bidang patahan

Sudut kepecahan 45o terhadap arah beban

Permukaan bidang patahan suram dan berserat-serat (Fibrous/shear

fracture) Bentuk Cup & cone

25

7/28/2019 DT - 2013

26/88

Brittle Material

Sedikit/tidak ada deformasi pada bidang patahan Sudut kepecahan 90o terhadap bidang kepecahan Granule/cleavage fracture Flat cleavage

Bentuk Kepecahan

26

7/28/2019 DT - 2013

27/88

UJI TARIK SAMBUNGAN LAS

27

7/28/2019 DT - 2013

28/88

28

7/28/2019 DT - 2013

29/88

29

7/28/2019 DT - 2013

30/88

Tensile Test for Bolts

30

7/28/2019 DT - 2013

31/88

BEND TEST

(1) Material dasar (raw material)

(2) Material product (las-lasan)

Uji tekuk dilakukan pada:

31

7/28/2019 DT - 2013

32/88

UJI TEKUK SAMBUNGAN LAS

(1) FACE BEND TEST(2) ROOT BEND TEST

(3) SIDE BEND TEST

(1) Mengetahui kemulusan (soundness) hasil las-lasan

(2) Mengetahui kekenyalan logam las

TUJUAN:

32

7/28/2019 DT - 2013

33/88

UJI TEKUK SAMBUNGAN LAS

33

7/28/2019 DT - 2013

34/88

Face Bend Test

34

7/28/2019 DT - 2013

35/88

Root Bend Test

35

7/28/2019 DT - 2013

36/88

Side Bend Testing

36

7/28/2019 DT - 2013

37/88

37

7/28/2019 DT - 2013

38/88

38

7/28/2019 DT - 2013

39/88

Bend Test Sample Removal

39

7/28/2019 DT - 2013

40/88

IMPACT TEST

TUJUAN Mengevaluasi pengaruh pembebanan tiba-tiba pada

keuletan material.

Mengevaluasi ketahanan material akibat adanya takik

permukaan.

Mengevaluasi pengaruh suhu terhadap energi absorb.

Menganalisa bentuk kepecahan material.

40

P i i

7/28/2019 DT - 2013

41/88

Prinsip

Adanya takik pada permukaan material dapat mengganggualiran tegangan dan menyebabkan pemusatan tegangan/stress

concentration pada daerah yang berdekatan.

41

7/28/2019 DT - 2013

42/88

Prinsip

42

7/28/2019 DT - 2013

43/88

Mesin Uji Impak Charpy

43

Uji I k Ch

7/28/2019 DT - 2013

44/88

Uji Impak Charpy

44

7/28/2019 DT - 2013

45/88

Bentuk dan Ukuran SpesimenASTM A-370

Subsize Specimens

45

7/28/2019 DT - 2013

46/88

PROFILE PROJECTOR

Bentuk dan Ukuran Spesimen

46

7/28/2019 DT - 2013

47/88

Kuat Impak

Impact Strength =Absorbed Energy

C.S.A under the notch[Joule/mm2]

Untuk aplikasi praktis, energi absorb lebih banyak digunakan

untuk menentukan penerimaan material.

47

7/28/2019 DT - 2013

48/88

Ekspansi Lateral

LE =Bt Bo

25.4x 1000 [Mils]

Perbedaan lebar pada daerah takik, sebelum dan setelah diuji.

1 mils = 1/1000 inches

LE Absorbed Energy

LE Absorbed Energy

48

7/28/2019 DT - 2013

49/88

Penentuan Keuletan Material

Kuat impak dan energi absorb tidak bisa dipakai untukmenentukan tingkat keuletan material.

Keuletan bisa dilihat dengan mengamati bentuk permukaankepecahan.

Jenis permukaan kepecahan:

1. Shear Fracture

- Buram, memperlihatkan sifat material yang ulet

2. Cleavage Fracture- Berkilau, memperlihatkan sifat material yang getas

49

7/28/2019 DT - 2013

50/88

4oC 38oC 100oC

Pengaruh Suhu

Suhu DUCTILE

Suhu BRITTLE Dry ice + alcoholLiquid Nitrogen, CO2

Hot GlycerinFurnace/oven

Penentuan Keuletan Material

50

Penentuan Shear Fracture Surface

7/28/2019 DT - 2013

51/88

Penentuan Shear Fracture Surface

51

ASTM A-370

Uji Impak Sambungan Las

7/28/2019 DT - 2013

52/88


Lokasi Notch:

Fusion Line Weld Metal

HAZ

52


7/28/2019 DT - 2013

53/88


53


7/28/2019 DT - 2013

54/88


Penentuan lokasi notch dan jumlah spesimen tergantungpada spesifikasi, code, dan standard yang dipakai.

AWS D1.1: 2010

54


7/28/2019 DT - 2013

55/88


55

AWS D1.1: 2010


7/28/2019 DT - 2013

56/88


56

AWS D1.1: 2010


7/28/2019 DT - 2013

57/88


BKI: 2006, Section 5, Volume 6

57

BRINELL HARDNESS TEST

7/28/2019 DT - 2013

58/88

BRINELL HARDNESS TEST

Diameter penekanan rata-rata(dua pembacaanyang saling tegak lurus)diukur untuk memperolehANGKA KEKERASAN BRINELL.

58

7/28/2019 DT - 2013

59/88

Pengujian Metalografi

Prinsip1. Pengujian metalografi pada dasarnya terdiri dari PENGUJIAN MAKRO

dan PENGUJIAN MIKRO.

2. Pengujian makro ditujukan untuk mengetahui kondisi melintang

sambungan las, apakah terdapat diskontinuitas pada daerah weld

metal dan fusion line.

3. Pengujian mikro bertujuan untuk mengetahui kondisi struktur mikro

penyusun logam akibat proses pengelasan atau pemanasan dan

pendinginan. Struktur mikro berupa butiran-butiran yang dipisahkan

oleh batas butir (grain boundary).

59

P ji M t (M t h T t)

7/28/2019 DT - 2013

60/88

Pengujian Macroetsa (Macroetch Test)

Tujuan Pengujian

1. Mengetahui kualitas hasil lasan tumpul atau fillet dengan mendeteksi

adanya cacat las melalui analisa penampang melintang permukaan

specimen uji. Cacat las yang dapat diketahui dengan macroetsa

adalah IP, IF, crack, undercut, underfil, overlap, porosity, dan internal

defect lainnya.

2. Mengetahui weld profile sehingga dapat diketahui dimensi leg length,

size of weld, dan throat of weld (baik throat effective maupun throat

actual) serta luasan HAZ (Heat Affected Zone) apakah memenuhi

persyaratan dimensional yang baik atau tidak.

3. Pengujian makroetsa dapat digunakan untuk kualifikasi prosedurpengelasan (WPS Welding Procedure Specification) maupun

kualifikasi welder dan welding operator (WPQT Welder Performance

& Qualification Test).

60

7/28/2019 DT - 2013

61/88

Dasar Teori

Pengujian makroetsa digunakan untuk memeriksa kualitas

sambungan las tumpul atau fillet.

Macroetsa menggabungkan prosedur fisik dan reaksi kimiawi untuk

mendeteksi weld discontinuities dan mengukur dimensi weld profile-

nya.

Setelah dipoles dan dietsa, weld discontinuities akan tampak pada

penampang melintang las.

Larutan etsa (etchant) yang digunakan tergantung pada jenis logam

yang diuji. Untuk baja karbon digunakan larutan Nital 5% (95%

alkohol 96% dan 5% HNO3).

61

7/28/2019 DT - 2013

62/88

AWS D1.1: 2010

62

7/28/2019 DT - 2013

63/88

AWS D1.1: 2010

63

7/28/2019 DT - 2013

64/88

AWS D1.1: 2010

64

AWS D1.1: 2010

7/28/2019 DT - 2013

65/88

65

7/28/2019 DT - 2013

66/88

66

7/28/2019 DT - 2013

67/88

67

Pemeriksaan Visual untuk Sambungan Fillet

7/28/2019 DT - 2013

68/88

Pemeriksaan Visual untuk Sambungan FilletParagraf 4.9.1.2 AWS D1.1 2010

Sambungan fillet harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:

1. Tidak boleh ada crack berapapun ukurannya.

2. Semua kawah las (sambungan antar kawat las SMAW) harus terisipenuh setebal penampang melintang logam las.

3. Panjang kaki las aktual tidak boleh kurang dari panjang kaki las yangdisyaratkan oleh disain.

4. Profil las harus memenuhi persyaratan pada gambar 5.4.

5. Undercut pada logam induk tidak boleh melebihi 1 mm.

68

Profil Las yang Acceptable dan Unacceptable

7/28/2019 DT - 2013

69/88

o as ya g cceptab e da U acceptab eGambar 5.4 AWS D1.1 2008

69

Profil Las yang Acceptable dan Unacceptable

7/28/2019 DT - 2013

70/88

y g p pGambar 5.4 AWS D1.1 2008

70

Acceptance Criteria untuk Uji Makroetsa (Macroetch Test)

7/28/2019 DT - 2013

71/88

p j ( )

PROCEDURE QUALIFICATIONParagraf 4.9.4.1 AWS D1.1 2010

Agar bisa diterima, test spesimen apabila diperiksa secara visual harusmemenuhi persyaratan berikut:

1. Untuk partial joint penetration (PJP) sambungan tumpul, ukuran las aktualharus sama dengan atau lebih besar dari ukuran las yang disyaratkan olehdisain.

2. Sambungan fillet harus memiliki fusi yang sempurna hingga ke akarsambungan, tapi tidak perlu melebihi kedalaman akar.

3. Ukuran kaki las minimum harus memenuhi ukuran kaki las yang disyaratkanoleh disain.

71


7/28/2019 DT - 2013

72/88

4. PJP untuk sambungan tumpul dan fillet harus memenuhi ketentuan:

a. Tidak boleh ada crack.

b. Fusi yang sempurna antar layer pada logam las dan antara logam lasdan logam induk.

c. Profil las harus sesuai dengan detil yang disyaratkan oleh disain.

d. Tidak boleh ada undercut dengan kedalaman melebihi 1 mm.

p j ( )

PROCEDURE QUALIFICATIONParagraf 4.9.4.1 AWS D1.1 2010

72


7/28/2019 DT - 2013

73/88

p j ( )

PERFORMANCE QUALIFICATIONParagraf 4.31.2.3 AWS D1.1 2010

Agar bisa diterima, test spesimen apabila diperiksa secara visual harusmemenuhi persyaratan berikut:

1. Sambungan fillet harus memiliki fusi yang sempurna hingga ke akarsambungan, tapi tidak perlu melebihi kedalaman akar.

2. Ukuran kaki las minimum harus memenuhi ukuran kaki las yangdisyaratkan oleh disain.

73


7/28/2019 DT - 2013

74/88

3. Sambungan las fillet harus memenuhi ketentuan:


b. Fusi yang sempurna antar layer pada logam las dan antara logam lasdan logam induk.

c. Profil las harus sesuai dengan detil yang disyaratkan oleh disain.

d. Tidak boleh ada undercut dengan kedalaman melebihi 1 mm.

e. Untuk porosity dengan ukuran 1 mm, total akumulasi tidak bolehmelebihi 4 mm.

f. Jumlah ukuran terbesar dari slag harus tidak boleh melebihi 4 mm.

p j ( )


74


7/28/2019 DT - 2013

75/88

4. Las sumbat (plug weld) harus memenuhi ketentuan:


b. Fusi yang sempurna antara logam las dan logam induk.

c. Total akumulasi panjang slag tidak boleh melebihi 6 mm.


75

7/28/2019 DT - 2013

76/88

76

Contoh Form Pengujian

7/28/2019 DT - 2013

77/88

77

7/28/2019 DT - 2013

78/88

78

Contoh Form Pengujian

7/28/2019 DT - 2013

79/88

79

Pengujian Struktur Mikro

7/28/2019 DT - 2013

80/88

Pengujian Struktur Mikro

Tujuan Pengujian

Mengetahui kondisi struktur mikro akibat pengelasan atau proses

pemanasan dan pendinginan yang meliputi perubahan bentuk dan

ukuran butir, perubahan fase, presipitasi fase, pembekuan struktur,

dan adanya cacat pada logam las.

80

Pengamatan metalography

7/28/2019 DT - 2013

81/88


Proses metalographyPersiapan spesimen

Pengetsaan

Pengamatan mikroskop dan fotografi

Pengamatan metalography mampu menunjukkan:

Perubahan bentuk dan ukuran butir

Perubahan fase

Presipitasi fase

Struktur solidifikasiCacat pengelasan

81


7/28/2019 DT - 2013

82/88


mikroskop

82


7/28/2019 DT - 2013

83/88


Perubahan bentuk butir

Perubahan ukuran butir

83

7/28/2019 DT - 2013

84/88

Perubahan fase pada baja

Ferrite, Pearlite Martensite

84

7/28/2019 DT - 2013

85/88

Presipitasi fase

Presipitasi fase pada batas butir

paduan aluminium

Presipitasi fase pada stainless steel

85

Struktur solidifikasi logam

7/28/2019 DT - 2013

86/88

Struktur solidifikasi logam

86

Cacat-cacat pengelasan

7/28/2019 DT - 2013

87/88

Cacat-cacat pengelasan

Porositas pada daerah melebur parsial Keretakan pada daerah melebur parsial

Keretakan pada kaki fillet weldPorositas dan pengembangan butir pada HAZ

87

7/28/2019 DT - 2013

88/88

THE END

DT - 2013

Documents

Transcript of DT - 2013