LAPORAN RESMI

UJI ULTRASONIK (Ultrasonic Test)

Oleh :

Ahmad Rizeki

Erika Rizky

Ratih Kusumaningtyas

Rahardi Wardhana

Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya

PPNS

2012/2013

BAB 1

Tujuan

Untuk mendeteksi adanya cacat dalam permukaan, seperti incomplete penetration yang terjadi pada proses pengelasan.

Dasar Teori

Prinsip kerja dari uji ultrasonik adalah merambatkan gelombang ultrasonik yang dikeluarkan ooleh pemancar pada benda kerja yang dipperiksa dan menerima kembali gelombang ultrasonik ini dengan alat penerima. Gelombang yang diterima ini dapat diukur intensitasnya, waktu perambatannya ataupun resonansi yang ditimbulkan.

Getaran ultasonik adalah getaran seperti getaran suara biasa, hanya berbeda frekwensinya, yaitu lebih besar dari 20KHz. Getaran ini dihasilkan oleh probe atau tranduser yang mempunyai kristal piezoelectric yang berfungsi untuk merubah energi listik menjadi energi mekanik atau sebaliknya. Dengan metode transmisi, metode gema maupun resonansi maka keadaan bahan yang dilalui oleh getaran ultasonic dapat diketahui baik tebal maupun ada tidaknya cacat dalam bahan tersebut. Tebal bahan maupun letak cacat dapat diukur berdasarkan pengukuran waktu, sedangkan besarnya cacat diukur berdasarkan kekuatan dan inttensitas getaran yang diterima oleh probe. Adapun cacat-cacat yang mudah diperiksa dengan getaran ultrasonic adalah cacat-cacat yang permukaannya tegak lurus terhadap arah rambatan getaran, sedang billa permukaannya tidak tegak lurus terhadap arah rambatan lebih sukar diketahui.

Getaran Ultrasonic

Seperti pada getaran suara maka getaran ultrasoic yang mempunyai besaran-besaran seperti panjang gelombang, kecepatan, frekwensi, waktu getar, amplitudo, fasa dan sebagainya dan menurut hukum pemantulan,

pembiasan dan penyerapan. Bila suara mempunyai frekwensi antara 20Hz sampai 20KHz maka getaran ultrasonic mempunyai getaran frekwensinlebih besar dari 20KHz. Biasanya frekwensi yang dipakai untuk NDT antara 250KHZ sampai 15.000KHz

PERAMBATAN

Perambatan gearan ultrasonic dapat dijelaskan sebagai berikut :

Materi digambarkan sebagai atom-atom yang saling terkait melalui pegas. Bila ujung kiri dipukul maka atomnya akan mendorong atom disebelahnya dan seterusnya, kemudian akan kembali kedudukan semula setelah bergetar beberapa kali.

Dari cara perambatannya, dikenal dua macam getaran yaitu :

a. Getaran longitudinalYaitu getaran yang mempunyai arah rambatan sejajar dengan arah getarannya. Kecepatan dan panjang gelombang tergantung pada macam bahan yang dilaluinya.

b. Getaran transversalYakni getaran yang arah rambatnya tegak lurus terhada arah getaran juga pada getaran transversal, kecepatan dan panjang gelombangnya tergantung pada bahan yang dilalunya.

Sumber getaran

Getaran Ultrasonic yang dipakai dalam NDT bersumber pada getaran mekanik yang misalnya berasal dari krista piezoelectric, yang mempunyai fungsi merubah getaran listrik mejadi getaran mekanik dan sebaliknya. Bila kristal tersebut diberikan tegangan listrik maka kristal akan bergetar degan frekwensi yang tergantu pada frekwensi kristal sedang amplitudo tergantung pada besarnya tegangan yang diberikan pada kristal tersebut.

Metode pengukuran

1. Metode transmisiDalam metode ini dipakai dua probe yang saling berhadapan da bahan yang diukur diletakkan diantarakedua probe tersebut. Salah satu probe bekerja sebagai pemancar dan lainnya sebagai penerima.

Dengan metode ini dapat diukur :a. Tebal bahan : dengan mengukur selisih waktu antara saat

pemancaran dan saat penerimaanb. Cacat dalam bahan : bila bahan homogen maka getaran akan

diterima 100% sedang bila ada cacat maka penerimaan akan kurang dari 100%.

Kesulita dari metode ini adalah cara penempatab kedua probe .

2. Metode GemaKesulitan di atas dapat diatasi karena dengan metode ini hanya dipakai satu probe yang secara bergantian bekerja sebagsi pemancar dan kemudian penerima

Dengan metode ini dapat diukur :

a. Tebal bahanb. Cacat bahan, baik letak maupun besarnya

Sensitivitas dan resonansi

Sensitivitas adalah kemampuan kristal untuk mengubah energi listrik (getaran ultrasonic) dan sebaliknya. Kristal disebut lebi sensitiv bila dengan tegangan yang sama diperoleh getaran yang lebih kuat.

Resolusi adalah kemampuan kristal untuk mendeteksi dua ketebalan dengan perbedaan yang kecil.

PROBE

Menurut penerapannya probe terbagi dalam 3 jenis :

a. Probe normalb. Probe sudutc. Probe T.R

Probe NormalGetaran yang keluar dari probe normal adalah getaran longitudinal yang masuk kedalam benda ujidengan arah tegak lurus permukaan. Digunakan untuk mengukur tebal bahan dan mencari letak serta besarnya cacat-cacat yang sejajar permukaan bahan. Kode dari probe ini antara lain b 4 SN, MB 4 SN

Probe SudutProbe sudut memancarkan getaran transversal. Dengan menggunakan prinsip Snellius, bila getaran ultrasonic merambat dalam medium 1, menunjukkan permukaan medium 2 dengan sudut ɸL terhadap garis normal, sebagian getaran dipantulkan dan sebagian di transmisikan ke medium 2.

Probe T.RProbe TR terdiri dari 2 kristal yang satu berfungsi sebagai pemancar dan satu lagi berfungsi sebagai penerima. Prinsip kerja probe TR sama dengan probe nrmal, dan mempunyai fungsi paling baik untuk mengukur ketebalan di bawah 10mm.

Blok standart

Blok standart dipergunakan uuntuk kalibrasi jarak dan cacat. Untuk kalibrasi jarak diperlukan minimum dua pulsa gema.

Teknik Kalibrasi

Pada pengujian secara ultrrasonic tidak mungkin dibenarkan tanpa menggunakan standart. Kita baru diperkenankan melakukan pengujian apabila kalibras range (jarak jangkau) yang kita kehendaki telah

diyakinkan kebenarannya dengan cara kalibrasi terlebih dahulu untuk range tersebut pada standart.

Kriteria Kelulusan

Semua cacat yang menghasilkan amplitudo lebih besar 20% dari level referensi harus dibuktikan sehingga operator dapat menentukan betuk, identitas dan lokasi dari zat tersebut dan evaluasinya dalam bentuk kriteria penerimaan standar sbb:

a. Cacat yang berupa retak, fusi tak lengkap (incoomplete fusion), penetrasi tak sempurna (incomplete penetration), berapapun panjangnya harus ditolak.

b. Semua type cacat linear lain tidak diterima jika amplitudonya lebih dari level referensi dan panjang cacatnya lebih dari yang ditentukan berikut :

1)14 in untuk tebal material (t) sampai dengan

34 in

2)13 t untuk tebal (t) dari

34 sampai 2 1/4 in

3) ¾ in untuk tebal (t) lebih dari 2 ¼ in

Dimana t adalah tebal dari las, tidak termasuk reinforcement. Untuk sambungan tumpul (butt joint) yang memiliki ketebalan berbeda pada lassanya, maka t adalah diambil yang memiliki ketebalan yang lebih kecil. Jika lasan tersebut tembusan penuh (full penetration) termasuk sambungan fillet, tebal dari kaki lasan fillet harus dimasukkan dalam t.

BAB 2

Alat dan Bahan :1) Alat uji ultrasonic dan perlengkapannya2) Blok kalibrasi V1 dan V23) Jangka sorong4) Couuplant5) Spesiimen uji

Prosedur Pengujiana) Melakukan pengkalibrasian alat uji ultrasonikb) Mengatur jangkauan tembak dari alat uji ultrasonik agar tidak kurang

atau lebih diambil limit yang melebihi panjang spesimen, misal panjang spesimen 3inch, maka diambil jangkauan tembakan 4inch

c) Mengarahkan probe pada spesimen yang akan diuji, hingga muncul pulsa yang dapat untuk mengidentifikasi cacat yang ada.

d) Lakukan perhitungan posisi cacat yang diketahui