Ndt Ultrasonic Kalibrasi

54
6. PESAWAT ULTRASONIK 6.1. Prinsip Jenis pesawat ultrasonik tergantung pada teknik yang digunakan. Peralatan untuk teknik resonansi berbeda dengan peralatan untuk teknik gema/ transmisi. Dibawah ini digambarkan diagram blok yang bisa digunakan dalam teknik gema. Pesawat ini mirip osiloskop dimana pengukuran yang dilakukan berdasar-kan pada pengukuran waktu dan tegangan

description

Berisi tentang penjelasan NDT Ultrasonic Test, baik prinsip, langkah kerja dan bagaimana cara kalibrasi alat tersebut.

Transcript of Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Page 1: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

6. PESAWAT ULTRASONIK

6.1. Prinsip

Jenis pesawat ultrasonik tergantung pada teknik

yang digunakan. Peralatan untuk teknik resonansi

berbeda dengan peralatan untuk teknik gema/

transmisi. Dibawah ini digambarkan diagram blok

yang bisa digunakan dalam teknik gema.

Pesawat ini mirip osiloskop dimana pengukuran

yang dilakukan berdasar-kan pada pengukuran

waktu dan tegangan

Page 2: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Pengukuran waktu yang dilakukan melalui skala

horisontal dapat diterjemahkan menjadi pengukuran

jarak (s = vt) sedangkan pengukuran tegangan yang

dipresentasikan pada skala vertikal adalah untuk

mengetahui besarnya cacat. Skala horisontal dan

vertikal ini harus linier agar interpolasi dapat

dilakukan dan tidak mengurangi ketelitian

pembacaan.

Page 3: Ndt Ultrasonic Kalibrasi
Page 4: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

6.2. Fungsi tombol

Fungsi tombol pada umumnya sama meskipun berbeda pembuatnya. Fungsi tombol yang penting adalah sebagai berikut :

1. Tombol ON/OFF, untuk menyalakan/mematikan pesawat.

2. Tombol gain :

2.1. Tombol gain kasar, untuk mengatur perubahan gain sebesar 20 dB.

2.2. Tombol gain halus, untuk mengatur perubahan gain sebesar 2 dB, 1 dB, ½ dB.

3. Tombol supresi, untuk membatasi atau menghikan gangguan derau (noise).Bila tombol ini dinyalakan penguatan menjadi tidak linier.

4. Tombol fungsi, untuk memilih jenis probe yang digunakan, tunggal atau kembar.

5. Tombol range (daerah ukur/time base) :

5.1. Tombol range kasar, untuk mengatur range de-ngan step besar

5.2. Tombol range halus, untuk mengatur range secara kontinu dari 1x sampai 5x range yang terbaca pada range kasar.

7. Tombol penggeser pulsa (delay line), untuk menggeser pulsa awal dan indikasi kekiri atau kekanan.

8. Tombol pulsa monitor, untuk memunculkan atau menghilangkan pulsa monitar pada/dari layar.

9. Tombol pengatur lebar/lokasi pulsa monitor.

10. Tombol pengatur fokus, untuk mempertajam garis/titik nyala.

Page 5: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

6.3. Cara bekerja Pesawat

Perbedaan pesawat ultrasonik dan osiloskop

terletak pada unit pemancar, penerima dan

monitor. Secara singkat pesawat ultrasonik bekerja

sebagai berikut :

Layar merupakan bagian depan dari suatu tabung

hampa. Bagian dalam layar dilapisi zat fluresen

yang dapat menyala terang bila tertembak

elektron. Elektron berasal dari sumber yang

terletak di bagian belakang tabung hampa tersebut.

Antara sumber elektron dan layar terdapat

lempeng vertikal dan horisontal serta lempeng

pengatur fokus.

Lempeng vertikal mempengaruhi gerakan hori-

sontal sedangkan lempeng horisontal mempenga-

ruhi gerakan vertikal dari sinar elektron dalam per-

jalanannya menuju layar

Page 6: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Berkas elektron yang terfokus mengenai layar

sehingga menimbulkan bintik yang menyala. Bila

lempeng A, B, C dan D tidak diberi tegangan maka

sinar elektron akan jatuh ditengah layar dan terjadi

bintik nyala ditempat tersebut. Bila lempeng A

lebih positif dari pada B maka bintik nyala akan

berpindah kearah titik 1. Besarnya perpindahan

tergantung pada besarnya beda tegangan antara

lempeng A dan B. Sebaliknya bila lempeng B lebih

positif dari pada A. bintik nyala akan berpindah

kearah titik 2. Demikian pula dengan lempeng C

dan D bila C lebih positif bintik nyala akan

berpindah kearah titik 3 sedangkan bila D lebih

positif, bintik nyala akan berpindah kearah titik 4.

Bila lempeng C dan B diberi tegangan tertentu

maka bintik nyala akan berpindah ke skala 0.

Dalam keadaan ini bila lempeng D diberi tegangan

secara bertahap maka bintik nyala akan bergerak ke

arah skala 10 dan bila tegangan D dihilangkan

maka bintik nyala akan kembali ke 0.

Page 7: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Bila VD diberikan dalam waktu singkat maka

bintik nyala akan bergerak lebih cepat kearah skala

10. Dengan demikian kecepatan bergeraknya bintik

nyala dapat diatur dengan cara mengatur waktu

pencapaian VD. Pengaturan ini dilakukan oleh

tombol range/time base. Bila VD dinaikkan secara

linier, maka gerakan horisontal dari skala 0 kearah

skala 10 juga akan linier VD diberikan secara

kontinu dan periodik sehingga bintik nyala akan

selalu bergerak dari skala 0 keskala 10 secara terus

menerus. Sementara itu bila dalam perjalanan bintik

nyala dari skala 0 ke skala 10, kemudian lempeng A

diberi tegangan maka bintik nyala menyimpang

vertikal sambil tetap berjalan kearah skala 10.

Bila tegangan A dihilangkan maka bintik nyala

akan kembali berjalan pada lintasan basis semula

menuju ke skala 10.

Dengan mengatur tombol range kasar dan halus,

maka kecepatan gerakan bintik nyala dari skala 0 ke

skala 10 dapat disesuaikan dengan kecepatan

gerakan gelombang ultrasonik di dalam benda uji,

hal ini dilakukan pada kalibrasi range/jarak

Page 8: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Probe mempunyai hubungan langsung dengan

pemancar dan dihubungkan pula dengan lempeng A

melalui penguat. Pada saat pemancar memberikan

tegangan kepada kristal, kristal mulai bergetar dan

mengeluarkan gelombang ultrasonik, sementara itu

tegangan juga akan sampai pada lempengan A

sehinggga pada layar akan terjadi penyimpangan

bintik nyala ke arah vertikal dan menghasilkan

pulsa awal.

B C

A D

1

3 4

2

• • •

0 10

VD

0 t2 t1 2 t2 3 t2 2 t1 t3

Page 9: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Bila gelombang ultrasonik dipantulkan kembali dan ditangkap oleh probe maka pada saat penerimaan gelombang ini, bintik nyala juga akan menyimpang vertikal menghasilkan indikasi. Makin besar kekuatan gelombang pantulan, makin tinggi amplitudo yang terjadi pada layar. Dari lokasi indikasi yang terjadi, dapat diketahui lokasi dari permukaan pemantul/cacat.

Pulsa awal yang merupakan petunjuk bawa gelombang mulai dipancarkan, mempunyai lebar tertentu, dimana pada daerah selebar pulsa tersebut pengamatan pantulan gelombang tidak dapat dilakukan. Ketebalan pada benda uji yang ekivalen dengan lebar pulsa awal, dimana pengamatan pantulan gelombang tidak dapat dilakukan disebut daerah mati (dead zone).

6.4. Display hasil pengukuran

Diatas telah disebutkan bahwa salah satu jenis

pesawat ultrasonik menggunakan layar sebagai

display, dimana indikasi yang timbul akibat pantulan

gelombang dapat memberikan informasi tentang

jarak/ lokasi permukaan pemantul (skala

horisontal) dan amplitudo (skala vertikal).

Presentasi data semacam ini disebut scan A.

Page 10: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Dari prersentasi scan A dapat pula digabungkan dengan sistem lain sehingga dapat menggambarkan letak cacat pada suatu penampang lintang dari benda uji yang diperiksa.

Presentasi ini disebut scan B.

Bila scan A ini digabungkan dengan posisi probe diseluruh permukaan benda uji maka diperoleh lokasi cacat dilihat dari permukaan atas (plan view). Presentasi ini disebut scan C.

Display digital dapat pula dilakukan dengan mengambil dasar pengukuran seperti pada scan A, dalam hal ini hanya jarak yang dipresentasikan, sedangkan amplitudo tidak didisplaykan, misalnya thickness meter.

Scan A Jarak

Am

plit

udo

Scan B

Scan C

Panjang

Panjang

Te

bal

Lebar

0 2 4 6 8 10

Page 11: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

7. SENSITIVITAS DAN RESOLUSI

Sensitivitas dan resolusi dari sistem pesawat

ultrasonik tergantung pada alat elektronik dan

probenya. Sensitivitas adalah kemampuan sistem

untuk mendeteksi pemantul kecil yang letaknya

jauh dari permukaan, sedangkan resolusi adalah

kemampuan sistem untuk membedakan dua

permukaan pemantul yang sangat berdekatan.

Sensitivitas dan resolusi merupakan dua faktor yang

saling mem-pengaruhi artinya bila sensitivitas baik,

akan menyebabkan resolusinya kurang mengun-

tungkan, sedangkan resolusi yang baik akan

mengurangi sensitivitas. Probe yang resolusinya

baik akan selalu diikuti dengan sensitivitas yang

kurang, demikian pula alat elektroniknya. Untuk

memperoleh sistem yang resolusinya baik

diperlukan probe dan alat elektronik yang baik pula.

Besaran sensitivitas biasanya dinyatakan secara

relatif, yang satu mungkin lebih baik dari yang lain.

Page 12: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Untuk mendeteksi cacat dari contoh uji yang sangat

jauh letaknya dari permukaan, sistem yang

sensitivitasnya lebih baik akan menghasilkan

pengukuran yang meyakinkan, sedangkan untuk

membedakan dua cacat yang berdekatan, resolusi

yang baik akan sangat memudahkan.

BAIK

0 2 4 6 8 10

KURANG

0 2 4 6 8 10

BAIK

0 2 4 6 8 10

KURANG

0 2 4 6 8 10

SENSITIVITAS RESOLUSI

Page 13: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

8. KALIBRASI

Setiap kali akan digunakan, pesawat ultrasonik harus

dikalibrasi dengan bantuan blok kalibrasi, misal blok

kalibrasi V1. V2, step wedge dan sebagainya.

Sementara itu pesawat harus diperiksa linieritasnya

baik linieritas horisontal, linieritas vertikal maupun

tombol gain-nya

25

50

40 50 60

5

12,5

STANDARD BLOCK

V1 200

15

1,5

40 50 60 15

35

10

5

50

30

100

100

25 23

100

STANDARD BLOCK

V2

STANDARD BLOCK VW

8 7 6 5

4 3 2 1

15

20

Page 14: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

8.1. Pemeriksaan linieritas horisontal

Pemeriksaan dimaksudkan untuk menyakinkan

bahwa skala horisontal/ jarak adalah linier.

Pemeriksaan dilakukan dengan cara meletakkan

probe pada ketebalan 25 mm dari blok kalibrasi,

dengan mengambil range 250 mm.

Bila setiap indikasi tepat terletak pada skala :

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, dan 10 maka skala

horisontalnya masih linier. Apabila terjadi

penyimpangan amati pada skala berapa yang

terbesar terjadi penyimpangan.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Page 15: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

8.2. Pemeriksaan linieritas vertikal

8.2.1.Pemeriksaan linieritas layar skala vertikal

Pemeriksaan dimaksudkan untuk meyakinkan

bahwa skala vertikal layar adalah linier. Untuk

diusahakan pada layar dapat ditimbulkan dua buah

indikasi yang amplitudonya 2 : 1 pada saat

amplitudo indikasi pertama mencapai 80 % .

Indikasi tertinggi diatur agar amplitudonya

mencapai 100 %, kemudian diturunkan dengan

step 10 % sampai amplitudonya menjadi 20 %.

Skala vertikal layar disebut linier bila setiap kali

amplitudo indikasi ke dua tingginya 50 ± 5 % dari

amplitudo indikasi pertama.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Page 16: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

8.2.2. Pemeriksaan linieritas tombol gain

Pemeriksaan dimaksudkan untuk meyakinkan bahwa

step tombol gain dari pesawat ultrosonik adalah linier.

Untuk itu amati amplitudo dari suatu reflektor.

Kemudian tombol gain diputar agar diperoleh

penambahan ± 6 dB dan ± 12 dB. Tombol gain

disebut linier bila dapat diperoleh data-data sebagai

berikut

POSISI

AWAL

PERUBAHA

N GAIN

HASIL

PEMBACAAN

TOLERANSI SESUAI

STD

80 % - 6 dB 40 % 32 – 48 %

80 % - 12 dB 20 % 16 – 24 %

40 % + 6 dB 40 % 64 – 96 %

20 % + 12 dB 80 % 64 – 96 %

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

. 40%

80%

Page 17: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

8.3. Kalibrasi Probe Normal

Dalam butir 6.3 telah dijelaskan cara bekerja

pesawat ultrasonik. Kalibrasi dimaksudkan untuk

menyesuaiakan skala 0 – 10 pada layar dengan

jangkauan dari gelombang ultrasonik dalam benda

uji/blok kalibrasi. Perlu diperhatikan bahwa

gelombang yang merambat didalam uji/blok

kalibrasi adalah gelombang longitudinal.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

25

Page 18: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Jarak yang dikalibrasi adalah jarak tempuh yakni jarak yang dilalui oleh gelombang-gelombang dalam benda uji/blok kalibrasi. Untuk meng-kalibrasi range 100 mm maka mula-mula pulsa awal harus timbul pada skala 0. Tombol range diset pada 100 mm probe diletakkan pada ketebalan 25 mm dari blok kalibrasi VI. Indikasi yang timbul pada layar harus berjumlah 100/25 = 4 buah dan harus terletak pada skala :

25

indikasi I : x 10,0 = 2,5

100

2 x 25 indikasi II : x 10,0 = 5,0

100

3 x 25 indikasi III : x 10,0 = 7,5

100

4 x 25 indikasi IV : x 10,0 = 10,0

100

Page 19: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Agar indikasi dapat menempati skala yang

seharusnya, tobol range halus dan tombol

penggeser pulsa harus diputar secara bergantian.

Bila seluruh indikasi telah menempati skala–skala

tersebut secara tepat, maka kalibrasi telah selesai

dan pesawat siap digunakan untuk pengukuran.

Kalibrasi harus diulang bila terjadi penggantian

prabe, kabel probe maupun bila alat dinyalakan

kembali. Perlu diperhatikan bahwa untuk kalibrasi

jarak diperlukan timbulnya minimum 2 buah

indikasi tidak termasuk pulsa awal, karena jarak

yang sesuai dengan ketebalan bahan adalah jarak

antara dua buah indikasi, bukan jarak antara pulsa

awal dan indikasi pertama.

Untuk memeriksa apakah kalibrasi jarak telah tepat,

sebelum dipakai untuk mengukur jarak pada benda

uji, perlu dilakukan pengukuran terhadap ketebalan

yang telah diketahui misalnya ketebalan lain pada

blok kalibrasi VI atau V2.

Page 20: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

25

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

25

Page 21: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

8.4. Kalibrasi probe normal kembar

Untuk range lebih dari 20 mm, kalibrasi jarak probe normal kembar dapat dilakukan seperti pada probe normal tunggal. Sedangkan untuk range kurang dari 20 mm, kalibrasi dilakukan sebagai berikut :

Misalnya range 10 mm (tombol range diset pada 10), pulsa awal mula-mula harus terletak pada skala 0. Probe diletakkan pada ketebalan 4,0 dari stepwedge (VW), kemudian indikasi yang timbul ditempatkan pada skala 4,0 dengan cara memutar tombol penggeser pulsa. Probe dipindahkan pada ketebalan 8,0 mm dan dengan memutar tombol range halus, indikasi yang timbul ditempatkan pada skala 8,0.

Lakukan langkah ini berulang-ulang hingga diperoleh keadaan dimana bila probe diletakkan pada tebal 4,0 mm, indikasi tepat pada skala 4,0 dan bila probe diletakkan pada tebal 8,0 mm indikasi tepat terletak pada skala 8,0. Untuk memeriksa ketepatan hasil kalibrasi, probe diletakkan pada ketebalan 6,0 mm, indikasi harus terletak pada skala 6,0.

Page 22: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Perlu diperhatikan bahwa pada kalibrasi dengan cara ini, pengukuran ketebalan di luar ketebalan kalibrasi tidak menghasilkan harga yang tepat, karena ketidak linieran skala yang disebabkan oleh lintasan gelombang yang berbentuk huruf V.

Keuntungan penggunaan probe kembar dibandingkan dengan probe normal tunggal adalah bahwa medan dekat probe normal kembar berada di dalam probe sehingga pada layar tidak terdapat daerah mati (dead zone).

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

STANDARD BLOCK VW

8 7 6

5 4 3

2 1

15

20

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Page 23: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

8.5. Kalibrasi probe sudut

Pelaksanaan kalibrasi probe sudut lebih sukar dibandingkan dengan kalibrasi probe normal.

Hal ini disebabkan karena posisi probe harus tepat yang dapat diketahui dari amplitudo indikasi yang timbul pada layar. Posisi probe yang tepat akan menghasilkan indikasi yang amplitudonya maksimum. Bila amplitudo belum maksimum maka posisi probe belum benar dan hasil kalibrasi maupun pengukurannya juga tidak benar. Titik indeks dan sudutnyapun perlu diperiksa karena kesalahan dalam menentukan titik indeks maupun sudut akan menyebabkan kesalahan hasil pengukuran.

V1

L

Persfek

Steel ( baja )

Transversal

T

L

ß T

V 2

Page 24: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Dalam butir 3.2.10.telah dijelaskan proses pantulan

dan pembiasan gelombang ultrasonik. Supaya

memudahkan interpretasi, gelombang yang masuk

kedalam benda uji harus satu mode saja, yaitu mode

transversal, karena mode longitudinal mudah

dihilangkan. Oleh karenanya sudut B terkecil

dipilih 35o. Umumnya dipilih sudut B yang berharga

45o, 60o, 70o dan 80o.

8.5.1. Pemeriksaan Titik Indeks

Titik indeks perlu diketahui lokasinya karena

titik ini merupakan titik nol dari setiap pengukuran

jarak. Penentuan titik indeks dilakukan sebagai

berikut :

max

Titik Indieks

Page 25: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Probe sudut diletakan pada blok kalibrasi V1 seperti pada gambar diatas. Probe digerakan maju mundur agar amplitudo indikasi akibat pantulan lengkungan R = 100 mm mencapai maksimum (sesuaikan range untuk memperoleh satu indikasi). Pada kondisi maksimum ini, skala pada probe yang berimpit dengan pusat lengkungan adalah titik indeks probe tersebut.

Kesalahan/ketidak telitian dalam menentukan letak titik indeks akan mengakibatkan kesalahan dalam menentukan letak cacat/reflektor. Kesalahan letak titik indeks terhadap spesifikasi pabrik maksimum ± 2 skala. Bila telah melebihi dua skala, probe harus diperbaiki atau sebaiknya tidak dipakai.

Page 26: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

8.5.2. Pemeriksaan Sudut

Sudut bias gelombang yang masuk kedalam benda

uji dapat diukur dengan beberapa macam cara, tetapi

sebelumnya titik indeks harus diketahui lokasinya.

a. Pengukuran sudut dengan blok kalibrasi, dapat

dilakukan dengan cara meletakan probe pada V1

menghadap lengkungan 50 mm (berisi perspeks).

Probe digeser maju mundur disekitar skala yang

sesuai dengan sudut probe sehingga diperoleh

indikasi maksimum.

40 50 60

max

55 60

65

Page 27: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Harga–harga sudut dari probe sudut diperoleh

dengan menginterpolasikan letak titik indeks

terhadap skala yang ada pada blok kalibrasi tersebut

b. Cara lain untuk menentukan atau memeriksa sudut

dari probe sudut dapat dilakukan dengan perhitung-

an goneometri.

Probe diarahkan ke lubang bor sisi kemudian

diusahakan amplitudo maksimum dari indikasi

lubang tersebut. Dengan mengukur jarak x dan y,

sudut dapat dihitung dengan rumus :

x

tan =

y

x

ß y

Page 28: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Toleransi sudut yang masih diperkenankan adalah

sebesar ± 2o . Bila lebih besar dari toleransi tsb,

probe harus diperbaiki atau jangan dipergunakan

untuk pengukuran.

8.5.3. Kalibrasi jarak

Berbeda dengan probe normal, pengukuran dengan

probe sudut memungkinkan 3 macam jarak yakni :

a. Jarak tempuh (s)

b. Jarak proyeksi diukur dari titik indeks (p)

c. Jarak proyeksi diukur dari ujung probe (a)

d

P

Pc

Sc tc

Page 29: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Bila salah satu jarak telah diketahui maka jarak

yang lain dapat ditentukan melalui rumus berikut :

p

sin = p = 2d tg = s sin

s

2d 2d p

sin = s = =

s cos sin

p

tg =

2d

t1 = sc cos = pc / tg

t2 = 2d - sc cos = 2d - pc/tg

Untuk kalibrasi jarak digunakan lengkungan pada blok

kalibrasi V1, V2 dan sebagainya, harus selalu diingat

bahwa amplitudo indikasi harus maksimum agar

kalibrasinya benar dan teliti, sedang pada layar harus

timbul minimum dua indikasi.

Page 30: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

8.5.3.1. Kalibrasi Jarak Tempuh

Bermacam-macam blok kalibrasi dapat digunakan

untuk mengkalibrasi jarak tempuh dimana sebagai

bidang pemantul biasanya bidang lengkung agar

diperoleh indikasi yang tajam dan tidak tergantung

pada sudut.

a. Kalibrasi dengan blok kalibrasi V1

Probe diletakan pada pusat lengkungan dari blok

kalibrasi V1 dan usahakan memperoleh indikasi

maksimum.

Karena lengkungan berjari-jari 100 mm maka range

yang diperoleh adalah kelipatan 100 mm. Misal

untuk range 200 mm, indikasi harus berjumlah 2

buah dan harus diletakan pada skala :

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Page 31: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

100

indikasi I x 10,0 = 5,0

200

2 x 100

indikasi II: x 10,0 = 10,0

200

Penempatan indikasi pada skala diatas dilakukan

dengan cara mengatur tombol range dan tombol

penggeser pulsa.

b. Kalibrasi dengan blok V2-

Blok V2 memiliki 2 lengkungan konsentris berjari-

jari 25 mm dan 50 mm. Untuk dapat memahami

terjadinya indikasi pada layar maka perlu diikuti

perambatan gelombang pada blok kalibrasi V2.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

25

50

40 50 60

5

Page 32: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Bila probe diletakan menghadap lengkungan 25 mm maka indikasi, yang timbul mewakili jarak-jarak : 25, 100, 175, 250 mm dan seterusnya. Bila probe menghadap lengkungan 50 mm maka indikasi yang timbul mewakili jarak-jarak 50, 125, 200, 275 mm dan seterusnya.

Secara umum bila lengkungan adalah r1 dan r2 maka indikasi akan mewakili jarak-jarak :

r1,r1 + (r1 + r2), r1 + 2 (r1 + r2),

dan seterusnya (probe menghadap r1)

r2,r2 + (r1 + r2), r2 + 2 (r1 + r2),

dan seterusnya (probe menghadap r2)

c. Kalibrasi jarak proyeksi

Misal kalibrasi probe 45o dengan V1 dan range 200 mm. Jarak tempuhnya 100 mm sehingga jarak proyeksinya 100 sin 45o = 70,7 mm. Indikasi harus diletakkan pada skala :

70,0

indikasi I x 10,0 = 3,5

200

2 x 70,7

indikasi II x 10,0 = 7,1

200

Page 33: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Dengan menempatkan indikasi pada skala 3,5 dan 7,1

diperoleh range 200 mm jarak proyeksi dari titik indeks.

9. P E M A K A I A N

Seperti telah dikemukakan pada butir sebelumnya, permukaan yang mudah dideteksi adalah permukaan yang tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang. Perbedaan antara kecepatan gelombang ultrasonik dalam blok kalibrasi dan dalam benda uji akan menyebabkan ketidak tepatan hasil pengukuran.

Ketelitian juga dipengaruhi oleh ketepatan kalibrasi, pembacaan skala, pencapaian indikasi maksimum, kondisi permukaan benda uji, homoginitas bahan, tekanan probe pada benda uji dan sebagainya.

Penentuan jenis cacat lebih sukar dilakukan karena memerlukan pengalaman dan ketelitian dalam menginterpretasi bentuk indikasi yang timbul pada layar.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Page 34: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

9.1. Probe Normal

Probe Normal digunakan untuk mengukur tebal

bahan, menentukan lokasi cacat yang sejajar dengan

permukaan benda uji dan menentukan ukuran cacat

tersebut.

9.1.1. Pengukuran Tebal Bahan

Untuk mengukur tebal bahan, range harus dipilih

berdasarkan perkiraan tebal benda uji. Misal tebal

bahan kurang lebih 20 mm maka dipilih range 100

mm boleh lebih besar atau lebih kecil. Setelah

dikalibrasi dengan range yang sesuai, probe

diletakkan pada benda uji untuk memperoleh

indikasi. Tebal bahan ditentukan dari :

sk

d = —— x Range

10,0

atau

sk

d = ——— x Range

n x 10

Page 35: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Dari letak indikasi maka dapat ditentukan tebal bahan :

1,9

d = —— x 100 = 19 mm

10,0

atau

7,6

d = ——— x 100 = 19 mm

4 x 10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Page 36: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

9.1.2. Penentuan Lokasi Cacat

Perhitungan jarak dapat dilakukan seperti

pada pengukuran tebal, misal pada layar timbul

indikasi sebagai berikut :

maka tebal bahan :

6,0

d = —— x 200 = 120 mm

10,0

lokasi cacat :

4,5

d = —— x 200 = 90 mm atau

10,0

9,0

d = ——— x 200 = 90 mm

2 x 10,0

Jadi pada bahan yang tebalnya 120 mm terdapat

cacat pada kedalaman 90 mm dari permukaan.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Page 37: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Bila indikasi yang terjadi jumlahnya cukup banyak maka indikasi harus dianalisa satu persatu, dimulai dari indikasi pertama.

Misal terdapat 7 buah indikasi pada layar :

Indikasi I lokasi 50 mm, cacat pertama

II lokasi 90 mm, cacat kedua

III lokasi 100 mm, pantulan II cacat I

IV lokasi 120 mm, back wall

V lokasi 150 mm, pantulan III cacat I

VI lokasi 180 mm, pantulan II cacat II

VII lokasi 200 mm, pantulan IV cacat I

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

I II III

IV

V

VII

VI

R = 200 mm

Page 38: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

9.2. Probe Sudut

Probe sudut hanya digunakan untuk menentukan lokasi

dan besar cacat yang memiliki permukaan yang

membentuk sudut terhadap permukaan benda uji.

Probe sudut tidak biasa digunakan untuk mengukur

tebal benda uji. Hal yang memudahkan dalam

pengukuran dengan probe sudut adalah bahwa dari satu

cacat umumnya hanya menghasilakn satu indikasi

sehingga indikasi mudah dianalisa.

9.2.1. Penentuan Lokasi Cacat

Penentuan lokasi cacat dengan probe sudut

memerlukan ketelitian yang lebih baik

dibandingkan dengan probe normal karena dituntut

suatu kondisi dimana indikasi yang timbul pada

layar harus maksimum, agar dapat diyakini bahwa

cacat berada pada central beam.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Sc d

SK1

Page 39: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

ULTRASONIC

Probe Ultrasonic di bagi menjadi :

• Normal

• Sudut, probe sudut dibagi

menjadi : 30°

45 °

60 °

70 °

Page 40: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

ULTRASONIC

Ultrasonic dengan probe sudut :

UT Set

Angle Probe

A Scan

Displa

y

0 10 20 30 40 50

initial pulse defect

echo

CRT Display

sound path

Angle Probe

defect

Surface distance

Page 41: Ndt Ultrasonic Kalibrasi
Page 42: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Oleh karenanya probe ini harus digerakan maju mundur sambil diputar kekiri dan kekanan agar diperoleh amplitudo maksimum. Setelah dapat dicapai amplitudo maksimum lokasi indikasi pada layar dibaca (misal skl ) dan lokasi cacat ditentukan dengan :

sk1 R = Range

sc = ——— x R sk1 = lokasi indikasi

10,0 sc = lokasi cacat

Jarak-jarak lainnya dapat dihitung berdasarkan

rumus :

pc = sc sin ; dc = sc cos

Sebagai contah misal digunakan probe 45o, tebal pelat 50 mm, dipilih range 100 mm, misal diperoleh indikasi pada skala 5,5 jadi :

5,5

sc = ——— x 100 mm = 55 mm

10,0

Page 43: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

pc = sc Sin 45o = 0,707 x 55 = 38,9 mm

dc = sc Cos 45o = 0,707 x 55 = 38,9 mm

Perlu diingat bahwa lokasi cacat diukur dari titik

indeks jadi pada permukaan benda uji harus diberi

tanda lokasi dari titik indeks, sehingga lokasi cacat

dapat ditentukan.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

50

Pc=38.9

dc=38.9

Sc=55

R = 100 mm

Page 44: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

10. PEMAKAIAN UNTUK PEMERIKSAAN LAS

Khusus untuk pemeriksaan cacat dalam lasan, digunakan probe

sudut, Probe normal hanya digunakan untuk mengetahui cacat

diluar lasan misal laminasi, karena adanya cacat diluar lasan

dapat mengganggu pendekteksian cacat didalam lasan.

Gelombang ultrasonic yang terhalang oleh laminasi atau cacat

lain diluar lasan tidak akan mencapai cacat yang harus dideteksi

karena dipantulkan kearah lain. Pemeriksaan pada las sederhana

dilakukan sebagai berikut :

Page 45: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Sebelum probe sudut digunakan untuk

pendekteksian cacat, periksa kemungkinan adanya

cacat diluar lasan dengan probe normal (tunggal

atau kembar). Pemeriksaan dengan probe sudut

dilakukan minimum dengan dua sudut misal 45o

dan 60o atau 70o dari dua arah yaitu dari sebelah

kiri dan kanan lasan. Agar effisien, posisi probe

paling jauh terhadap sumbu las dapat dibatasi yaitu

sebesar p = 2d tg B. Probe digerakkan secara zig

zag dengan tumpang tindih sebesar 10 % atau

sesuai prosedur agar seluruh volume lasan dapat

tercakup oleh gelombang yang dikeluarkan oleh

probe. Bilamana perlu, probe dapat diputar kekiri

dan kekanan untuk memeriksa cacat yang mungkin

arahnya tidak tepat dengan posisi probe, tetapi

harus dijaga agar posisi utama probe adalah tegak

lurus terhadap sumbu las.

Bila diperoleh indikasi cacat pada layar dan

kemudian dimaksimumkan, beri tanda lokasi titik

indeks, probe pada permukaan benda uji dan ukur

jarak proyeksi dari titik tersebut kearah lasan untuk

memperkirakan lokasi cacat, kemudian beri tanda.

Penentuan lokasi cacat dalam lasan dapat pula

dilaksanakan dengan cara sebagai berikut

Page 46: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Gambarkan penampang lasan berikut posisi probe

pada saat diperoleh amplitudo maksimum dan

central beam. Gambarkan pula jarak cacat pada

central beam sehingga lokasi cacat dapat ditentukan

terhadap lasan kemudian pindahkan lokasi tersebut

ke benda uji.

Interpretasi dari indikasi pada layar agak sukar

karena kemungkinan terjadi pantulan oleh akar las

dan rigi-rigi las. Oleh karenanya pantulan oleh akar

las dan rigi-rigi las harus diperiksa. Bila posisi

probe diluar dari posisi akar las dan rigi-rigi las

maka indikasi yang timbul dapat dicurigai sebagai

indikasi cacat, tetapi bila probe berada pada posisi

pemeriksaan akar las atau rigi-rigi las dianggap

bukan cacat. Sebagai contoh pemeriksaan las V

tebal 20 mm dengan probe MWB 60, range dipilih

100 mm (jarak tempuh). Bila pada layar diperoleh

indikasi maksimum pada skala 6,0 berarti lokasi

cacat sc = 60 mm dari titik indeks. Bila pada posisi

ini jarak probe ke sumbu las = 61 mm maka cacat

berada pada bevel, tetapi bila pada posisi tersebut

jarak probe ke sumbu las = 40 mm maka cacat

berada diluar lasan.

Page 47: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

11. PEMERIKSAAN TEKNIK IMERSION (RENDAM)

Biasanya sistim rendam ini digunakan untuk

pengukuran secara otomatis dimana sistim Scan A

digabungkan dengan gerakan probe terhadap

permukaan benda uji dalam suatu sistim terpadu

hingga menghasilkan Scan dan Scan C.

Mengingat jarak probe ke permukaan benda uji

cukup jauh maka harus ditentukan jarak minimum

yang tidak akan mengganggu pengukuran.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

da

db

vLa

vLb

air

baja

Page 48: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Dari gambar terlihat bahwa waktu yang diperlukan

oleh gelombang untuk merambat dari probe ke

permukaan (I) benda uji adalah :

ta = da/Vla

Pantulan kedua terjadi dalam selang waktu ta.

Jadi supaya pantulan kedua dst dari permukaan I

tidak mengganggu pantulan dari permukaan

didalam benda uji (antara permukaan I dan

permukaan II) maka

db

tb = —— < ta

vLb

Karena Vb 4Va , maka

db < 4 da atau da > ¼ db

Jadi jarak probe permukaan I harus lebih besar dari

¼ tebal benda uji (baja).

Untuk dapat membaca skala dengan lebih teliti,

range dapat diperkecil dan indikasi permukaan I

dapat digeser ke skala 0 sehingga yang terlihat pada

layar adalah indikasi yang berasal dari dalam benda

uji.

Page 49: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

12. PENENTUAN DIMENSI CACAT

Untuk cacat yang dimensinya lebih besar dari geometri gelombang, penentuan ukuran cacat dapat dilakukan dengan menentukan tepi atau batas pinggir dari cacat tersebut, sedangkan untuk cacat kecil, dimensi cacat ditentukan dengan cara membandingkan permukaan cacat dengan permukaan lubang bor datar atau permukaan lubang bor sisi. Oleh karenanya selalu harus diusahakan agar indikasi cacat yang diperoleh harus dimaksimumkan. Tekanan probe pada benda uji maupun pada blok referensi harus sama karena dasar penentuan dimensi cacat adalah amplitudo. Bila amplitudo tidak konsistem maka hasilnya tidak akan teliti, meskipun dimensi cacat sebenarnya tidak dapat dipastikan.

0 5 10 d air d baja

Pulsa awal

I II

cacat

Page 50: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

12.1. Penentuan dimensi cacat dengan 6 dB drop

Untuk menentukan batas pinggiran cacat, posisi probe pada saat berada di batas pinggiran cacat harus dapat dipastikan.

Posisi Probe di pinggir cacat dapat ditentukan yakni apabila 50 % gelombang diteruskan sedangkan 50% lagi dipantulkan kembali ke probe. Dari definisi dB dapat dihitung bahwa bila intensitas berkurang dengan 50 %, maka amplitudo akan berkurang dengan 6 dB. Oleh karenanya bila amplitudo dari cacat maksimum berarti probe tepat berada pada posisi pinggiran cacat.

Scan B Panjang

Te

bal

Scan C Panjang

Lebar

Page 51: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Jadi apabila telah diperoleh amplitudo maksimum dari indikasi suatu cacat, maka pinggiran cacat dapat diketahui dari posisi-posisi probe dimana probe memberikan indikasi yang amplitudonya berselisih 6 db terhadap amplitudo maksimumnya. Dengan menggeser probe di seluruh permukaan benda uji, maka batas pinggiran dari cacat tersebut akan dapat ditentukan sehingga diperoleh dimensinya.

12.2. Distance Amplitudo Correction

(DAC)

DAC adalah salah satu cara menentukan dimensi

cacat relatif, artinya relatif terhadap suatu referensi

cacat tertentu. Untuk itu terlebih dahulu harus

dibuat kurva DAC dari cacat referensi berupa

lubang bor sisi atau berupa takikan segi empat

(notch) dari blok kalibrasi dasar.

Setelah kurva DAC diperoleh, amplitudo dari

indikasi cacat dibandingkan dengan kurva DAC

dan dapat dihitung berapa persen perbandingan

antara amplitudo dari indikasi cacat terhadap

amplitudo kurva DAC untuk jarak yang sama.

Page 52: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

0 2 4 6 8 10

Page 53: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

12.3. Pemakaian Skala DGS (Distance Gain Size)

Amplitudo suatu indikasi tergantung pada letak permukaan pemantul/cacat (distance), gain dan dimensi permukaan pemantul/cacat tersebut (size). Makin jauh letak cacat dan dengan gain yang kecil serta makin kecil dimensi cacat, maka makin kecil pula amplitudo indikasi dari cacat tersebut.

Krautkramer secara teoritis dan dengan percobaan telah membuktikan adanya hubungan antara besaran-besaran tersebut di atas dan berhasil membuat hubungan antara besaran tersebut dalam diagram dan skala DGS dengan syarat bahwa permukaan dianggap datar/rata dan berbentuk lingkaran dua dimensi.

Karena diagram dan skala ini dipengaruhi oleh probe dan pesawat yang digunakan, maka dibuatkan diagram dan skala untuk berbagai jenis probe, range dan pesawat ultrasonik. Untuk itu krautkramer membuat skala dengan kode-kode tertentu disesuaikan dengan faktor-faktor tersebut. Misal untuk pesawat USK, USL dan USM dibuatkan skala DGS dengan kode huruf MAN untuk probe normal dan kode huruf MA untuk probe sudut.

Page 54: Ndt Ultrasonic Kalibrasi

Untuk memasukkan faktor frekuensi probe, sudut probe dan

range dibuatkan kode angka misal skala DGS MAN 242

adalah untuk probe B.4 SN atau MB4SN dengan range 2 x

250 mm = 500 mm. Skala DGS MA 442 adalah untuk probe

MWB 45 dengan range 2 x 50 mm = 100 mm dan jarak dari

proyeksi dari ujung probe.

Untuk dapat menggunakan skala DGS langsung maka perlu

dilakukan kalibrasi, baik gain maupun jarak sehingga

amplitudo langsung menunjukkan dimensi cacat dalam

satuan mm DGS.

Distance : A

Gain : V

Size : G

1.5 2 3 4 5 7 mm n

MWB 45

R 2

0 100

1.5

2

3 4 6 mm n

MB 60

0 250

R 1

n : flat bottom hole