BAB 5

LIQUID PENETRANT TESTING

5.1. Tujuan Praktikum

1. Menguasai metode pengujian tak merusak dengan menggunakan penetran liquid.

2. Mengetahui cara menalarkan indikasi-indikasi yang muncul pada pengujian tak merusak

menggunakan penetran.

3. Mengetahui jenis-jenis cacat yang terdapat pada permukaan suatu material dan

penyebab-penyebab dari cacat tersebut.

5.2. Pengantar

Uji tak merusak dilakukan untuk menganalisa kelayakan operasi dari suatu material.

Pengujian-pengujian yang termasuk dalam jenis ini diantaranya pengujian visual, pengujian

liquid penetran, pengujian magnetik, pengujian ultrasonik, pengujian eddy current, pengujian

radiografi, pengujian vakum, dan lain sebagainya.

Uji tak merusak penetran adalah salah satu pengujian tak merusak yang paling sederhana,

dilakukan dengan mengaplikasikan penetran liquid pada permukaan material. Uji penetran

liquid ini dilakukan untuk mendeteksi cacat pada permukaan suatu material, seperti crack,

porositas, dan lain sebagainya dalam waktu singkat. Batasan pada pengujian ini adalah bahwa

pengujian hanya dilakukan pada material padat non-porous, karena pengujian pada material

porous akan menghasilkan indikasi cacat diseluruh permukaan material.

5.3. Prinsip Pengujian

Penetran digunakan dalam pengujian dikarenakan penetran memiliki kemampuan untuk

melakukan capillary action. Capillary action ini merupakan kemampuan suatu liquid untuk

mengalir melewati ruangan atau saluran yang sempit tanpa dipengaruhi oleh gaya-gaya dari luar,

seperti gaya gravitasi dan lain sebagainya. Standar pengujian yang digunakan pada pengujian

LPT ini adalah ASTM E-165. Melalui metode ini, diskontinuitas akan terdeteksi dengan

mengamati liquid yang muncul pada permukaan dari dalam cacat. Sifat-sifat yang dimiliki oleh

penetran ini diantaranya:

Memiliki kestabilan kimia dan komposisinya seragam.

Bersifat inert terhadap material yang diuji.

Wettability yang tinggi.

Viskositas rendah.

Bisa melakukan penetrasi dengan cepat .

Tidak beracun dan membahayakan kesehatan.

Gambar 5.1 Pengujian tak merusak penetran.

Penetran ini dapat menghasilkan beragam jenis hasil pengamatan berdasarkan jenis

penetran yang digunakan. Penetran dibagi menjadi dua kelas besar, yaitu:

1. Visible penetrant yang dapat diamati dalam kondisi pencahayaan biasa. Penetran ini

memiliki warna yang mencolok sehingga mudah diamati dengan mata, misalnya warna

merah

2. Fluorescent penetrant yang dilakukan dalam kondisi gelap dengan bantuan sinar

ultraviolet.

Dalam pengujian ini, penetran berlebih harus dihapus dari permukaan benda uji setelah

penetran meresap kedalam cacat. Hal ini dilakukan agar penetran tidak menutupi indikasi-

indikasi yang muncul di permukaan benda uji. Selain dari metode pengamatan yang dihasilkan

penetran, penetran juga diklasifikasikan berdasarkan metode yang digunakan untuk menghapus

penetran berlebih dari permukaan material, diantaranya:

1. Metode A – Water Washable yang bisa dihapus dengan cara membilas permukaan benda

uji dengan air.

2. Metode B – Post Emulsification, lipophilic yang bisa dihapus dengan menggunakan

emulsifier berbasis minyak. Emulsifier ini merupakan zat yang dapat bercampur dengan

penetran sehingga penetran lebih mudah dibersihkan dari permukaan logam.

3. Metode C – Solvent Removable yang memerlukan pelarut khusus untuk membilas

penetran dari permukaan benda uji.

4. Metode D – Post Emulsification, hydrophilic yang bisa dihapus dengan menggunakan

emulsifier berbasis air.

Developer adalah zat yang digunakan untuk menarik keluar penetran yang terdapat di

dalam cacat ke permukaan material sehingga indikasi cacat lebih mudah diamati. Secara garis

besar, terdapat empat macam developer yang digunakan, yaitu:

1. Dry developer yang biasanya digunakan dalam wujud powder. Powder akan menempel

pada bagian basah dari permukaan material, dalam konteks ini merupakan lokasi adanya

penetran yang meresap. Oleh karena itu, sebaiknya pengujian dengan menggunakan dry

developer dilakukan dalam keadaan permukaan kering.

2. Aqueous wet developer berupa developer yang digunakan dalam pelarut air. Developer

ini ada dalam wujud powder yang larut dalam air, powder yang tidak larut dalam air,

serta liquid developer.

3. Non-aqueous wet developer berupa developer yang digunakan dalam pelarut yang

mudah menguap. Developer ini dapat membantu pengeringan permukaan ketika

diaplikasikan pada permukaan benda uji.

4. Film developer yang akan menarik keluar penetran membentuk lapisan film di

permukaan material sebagai indikasi.

Developer ini digunakan sesuai kebutuhan pada permukaan material. Dry developer

lebih sering digunakan pada permukaan kasar, sedangkan wet developer lebih sering digunakan

pada permukaan halus. Hal ini dikarenakan perbedaan daya rekat, dimana daya rekat dry

developer pada permukaan halus tidak begitu baik.

Pengujian tak merusak penetran ini dilakukan untuk mengamati cacat yang terjadi di

permukaan benda uji. Pengamatan dilakukan terhadap jenis cacat yang diindikasikan pada

permukaan material oleh penetran dan intensitas penetran yang muncul. Ada beberapa jenis

diskontinuitas yang dapat diamati, namun secara umum terdapat 3 cacat yang paling sering

muncul, yaitu:

1. Indikasi garis bersambung yang mengindikasikan crack pada permukaan material.

2. Indikasi garis putus-putus yang mengindikasikan grinding, peening, forging ataupun

machining.

3. Indikasi lubang kecil yang mengindikasikan porositas, gas holes ataupun pin hole.

Gambar 5.2 (a) Indikasi gambar bersambung, (b) indikasi garis putus-putus dan (c)

indikasi lubang kecil.

Selain jenis cacat, indikasi yang muncul dapat digunakan untuk menginterpretasikan

kedalaman dari cacat pada permukaan. Hal ini dengan mengamati intensitas warna penetran

yang muncul, dimana cacat yang dalam akan diindikasikan dengan warna yang intens. Standar

yang digunakan dalam pengamatan ini adalah ASTM E-1220.

5.4. Metodologi Penelitian

1. Alat dan Bahan

1. Sampel uji

2. Lap kain

3. Penetrant

4. Cleaner

5. Developer

2. Prosedur Pengujian

1. Lakukanlah inspeksi secara visual terhadap permukaan benda uji. Bersihkanlah

permukaan benda uji dari pengotor-pengotor, baik itu air, minyak, debu dan lain

sebagainya. Pembersihan dapat dilakukan dengan menggunakan bantuan cleaner,

kemudian di lap menggunakan lap kain.

2. Semprotkanlah penetran secara merata diseluruh permukaan benda uji. Tunggu

beberapa saat agar penetran dapat meresap masuk kedalam cacat pada benda uji.

Penetran akan bergerak masuk kedalam permukaan material dengan melakukan

capillary action.

3. Hapuslah penetran berlebih dari permukaan benda uji. Hal ini dilakukan dengan

menggunakan lap kain yang telah dibasahi oleh cleaner.

4. Keringkanlah permukaan benda uji. Tunggu selama kira-kira sepuluh sampai dengan

lima belas menit.

5. Gunakanlah developer pada permukaan benda uji. Penetran akan meresap keluar ke

permukaan benda uji.

6. Lakukanlah pengamatan pada hasil pengujian. Catatlah hasil pengamatan pada

lembar laporan yang telah diberikan.

BAB 6

MAGNETIC PARTICLE TESTING

6.1 Tujuan Praktikum

4. Memahami sifat kemagnetan yang dapat diaplikasikan dalam dunia pengujian material

5. Menguasai metode pengujian tak merusak dengan memanfaatkan sifat kemagnetan pada

material ferromagnetik

6. Menginterpretasikan indikasi yang muncul pada pengujian material

6.2 Pengantar

Magnetic Particle Testing (MPT) merupakan metode yang dapat digunakan untuk

menginspeksi kondisi suatu material tanpa merusak material tersebut. Metode ini dapat

digunakan untuk mencari diskontinuitas tidak hanya pada permukaan material, namun juga pada

daerah sedikit dibawah permukaan (subsurface). MPT ini cukup praktis digunakan untuk

menguji hasil lasan karena dapat dilakukan dalam waktu yang relatif lebih singkat dibandingkan

dengan LPT.

6.3 Prinsip Pengujian

Kemagnetan adalah kemampuan material untuk melakukan tarikan atau tolakan terhadap

material lain. Sifat ini umum muncul pada benda-benda yang terbuat dari unsur Fe. Sifat ini

mengakibatkan benda dapat tertarik dan menempel pada sumber-sumber magnet.

Molekul-molekul yang terdapat didalam material tersusun dalam orientasi-orientasi molekul

tertentu. Kemagnetan tercapai ketika molekul-molekul tersebut memiliki orientasi searah.

Terdapat dua macam sifat kemagnetan, yaitu:

1. Magnet permanen

2. Magnet tidak permanen.

Pada magnet tidak permanen, sifat kemagnetan dapat diperoleh dengan magnetisasi.

Magnetisasi dilakukan dengan memberikan gaya magnetik eksternal yang untuk menyeragamkan

orientasi dari molekul. Untuk membuat material memiliki sifat kemagnetan sementara,

digunakan arus magnetisasi. Arus ini dapat berasal dari arus searah (direct current) ataupun arus

bolakbalik (alternating current). Kemagnetan ini dapat dihilangkan dengan proses

demagnetisasi, dimana orientasi searah molekul dihilangkan.

Pada material yang telah dimagnetisasi, terdapat dua kutub yang muncul pada magnet,

yaitu kutub utara medan magnet dan kutub selatan medan magnet. Garis-garis gaya magnet

bergerak dari kutub utara medan magnet menuju kutub selatan medan magnet.

Gambar 6.1 Garis-garis gaya magnet.

Dalam penggunaan pengujian ini, tidak semua material dapat diuji menggunakan metode

MPT ini. Untuk mempelajari material yang dapat digunakan dalam metode inspeksi ini, material

dikategorikan menjadi tiga kategori, yakni:

1. Diamagnetik yang tidak bisa dimagnetisasi. Material jenis ini dapat mengalami

sedikit perubahan arah kutub domain kearah yang berlawanan dengan medan yang

diberikan.

2. Paramagnetik yang hanya bisa sedikit mengalami magnetisasi. Material jenis ini

dapat mengalami sedikit perubahan arah kutub domain kearah yang sesuai dengan

medan yang diberikan.

3. Ferromagnetik yang dapat dimagnetisasi dengan baik. Material jenis ini dapat

mengalami perubahan arah kutub domain sesuai arah medan yang diberikan. Oleh

karena keteraturan arah kutub domainnya, material yang terdapat dalam kategori ini

dapat dimagnetisasi dan cocok diinspeksi dengan menggunakan metode MPT.

Dislokasi dapat menghasilkan pembalikan arah kutub medan magnet dan mengakibatkan

medan magnetik mengalami kebocoran menghasilkan leakage field. Leakage field inilah yang

kemudian dapat menarik material ferromagnetik lain membentuk ukuran dan bentuk leakage

field.

Gambar 6.2 Prinsip pengujian.

Untuk mengamati medan magnet yang terbentuk akibat diskontinuitas tersebut,

digunakanlah serbuk uji MPT yang terdiri atas:

1. Serbuk magnetik kering. Serbuk jenis ini berwujud serbuk magnetik halus. Serbuk

ini digunakan dengan cara ditaburkan. Jenis ini lebih cocok digunakan pada

penggunaan indoor.

2. Serbuk magnetik basah. Serbuk jenis ini berwujud serbuk dalam medium cairan

(aerosol). Serbuk ini digunakan dengan cara disemprotkan. Jenis ini lebih cocok

digunakan pada penggunaan outdoor.

Serbuk-serbuk ini akan memberikan indikasi-indikasi akibat tarikan dari leakage field

terhadap serbuk ini, mengikuti bentuk cacat pada material. Serbuk ini terdapat dalam beberapa

tampilan, baik yang bersifat fluorescent maupun yang dapat diamati dengan cahaya biasa.

Indikasi-indikasi yang muncul pada pengujian harus diinterpretasi kembali untuk

mengetahui penyebab munculnya indikasi. Hal ini dikarenakan indikasi yang muncul tidak

hanya berasal dari cacat dalam material, namun juga dapat diakibatkan faktor-faktor lain.

Indikasi yang muncul pada pengujian ini adalah:

1. Indikasi salah. Indikasi ini tidak muncul karena adanya leakage field, melainkan

karena adanya partikel-partikel, seperti kotoran-kotoran, karat dan lain sebagainya.

2. Indikasi tidak relevan. Indikasi dihasilkan oleh adanya leakage field dari fitur-fitur

pada permukaan material yang bukan merupakan cacat

3. Indikasi relevan. Indikasi dihasilkan oleh adanya leakage field dari cacat pada

material. Indikasi inilah yang diinspeksi pada pengujian ini.

Cacat-cacat yang dapat terindikasi pada pengujian tak merusak diantaranya:

Porositas berupa adanya kekosongan pada material yang disebabkan adanya gas

yang terperangkap pada material.

Inklusi berupa adanya unsur asing yang terkandung pada material

Shrinkage berupa penyusutan akibat perubahan volume material pada proses

solidifikasi

Hot tears berupa cacat yang disebabkan pendinginan tak merata antara permukaan

dan bagian dalam material pada proses solidifikasi

Percobaan MPT ini dan pengamatan terhadap indikasi-indikasi dilakukan dengan menggunakan

standar ASTM E 709.

6.4 Metodologi Penelitian

3. Alat dan Bahan

1. Sampel uji

2. Yoke

3. Sumber daya listrik

4. White Contrant Spray

5. Magnetic ink spray

4. Prosedur Pengujian

1. Bersihkanlah permukaan benda uji dari pengotor-pengotornya, baik itu air, minyak,

debu dan lain sebagainya.

2. Lakukan kalibrasi terhadap alat yang akan digunakan.

3. Tempelkan yoke untuk memagnetisasi material. Yoke ditempelkan dalam posisi

miring sekitar 45° agar daerah yang termagnetisasi cukup luas.

4. Semprotkan white contrast pada daerah yang akan diuji. White contrast digunakan

untuk memutihkan permukaan yang disemprot, sehingga semprotkan dengan cukup

merata dan melebar pada daerah yang ingin dianalisa.

5. Semprotkan magnetic ink pada daerah yang sedang dimagnetisasi. Penyemprotan

pada wilayah yang telah disemprotkan dengan white contrast sebelumnya. Amati

pola indikasi yang muncul pada daerah tersebut.

6. Lakukan pengamatan pada hasil pengujian. Catatlah hasil pengujian pada lembar

yang telah diberikan.