bab ii landasan teori - Perpustakaan Universitas Mercu Buana

Tugas Akhir |
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Metode NDT (Non Destructive Testing)
Pengujian NDT (Non Destructive Testing) digunakan Untuk meningkatkan
kualitas produksi dan kehandalan produk, komponen dan struktur inspeksi secara
berkala, dapat mengurangi kejadian cacat atau kesalahan integritas struktural yang
dapat menyebabkan kegagalan, diantara metode pengujian bahan yang dikembangkan
untuk tujuan inspeksi, pengujian non-destructive testing (NDT) teknik mempunyai
keuntungan tidak menyebabkan kerusakan pada komponen setelah inspeksi.
Pengujian NDT dapat digunakan untuk:
1. Mendeteksi cacat raw material / komponen untuk berbagai jenis material
logam yang digunakan.
2. Mendeteksi cacat yang mungkin terjadi selama proses manufaktur untuk
mereduksi waktu dan biaya akibat cacat pada proses lebih lanjut.
3. Meningkatkan teknik manufaktur dengan memeriksa produk selama operasi
pemrosesan untuk mempertahankan kualitas yang seragam dan standar.
4. Mendeteksi discontinuitas pada tahap akhir manufaktur untuk meningkatkan
kehandalan dan keamanan produk selama operasi.
5. Inspeksi untuk mendeteksi cacat produk sejak dini.
6. Pastikan pencegahan kecelakaan dan mempromosikan keselamatan bagi
pekerja dan peralatan selama lebih pengangkutan dan pemeliharaan.
Universitas Mercu Buana
7
7. Meningkatkan reputasi produsen sebagai penghasil produk-produk yang
berkualitas.
Adapun cara kerja, kelebihan dan kekurangan dari ke-5 metode NDT tersebut
adalah sebagai berikut:
1. Eddy Current Testing (ET)
Eddy Current
Testing, inspeksi
menggunakan arus bolak-balik yang
mengalir melalui coil probe. Arus ini memiliki/menghasilkan medan magnet
disekitarnya yang menginduksi medan magnet didekat potongan uji konduktif.
Medan magnet dalam potongan uji menciptakan arus kecil ("pusaran"). Sifat dari
arus eddy akan dipengaruhi oleh konduktivitas bagian dan struktur, dan kehadiran
mereka terdeteksi oleh probe dalam feedback loop. Variasi dalam interaksi listrik
dimonitor pada perangkat uji. Metode ini dapat digunakan untuk mendeteksi
cacat kecil permukaan, dan mungkin kadang-kadang digunakan untuk mengukur
ketebalan sampel uji atau dari lapisan nonconductive pada specimen. Eddy
current testing saat ini juga digunakan untuk memilah bahan berdasarkan sifat
konduktivitas listriknya.
Gambar 2.1. Schematic Eddy Current Testing[2]..
Keuntungan :
• Sensitif terhadap crack kecil dan cacat lain pada permukaan
• Memberikan hasil inspeksi yang cepat
• Peralatan sangat portabel
• Dapat digunakan lebih dari pendeteksi cacat
Universitas Mercu Buana
• Persiapan part minimum
Keterbatasan :
• Hanya bahan konduktif saja yang dapat diperiksa
• Bahan Ferromagnetik memerlukan perlakuan khusus untuk mengatasi efek
permeabilitas.
• Keterampilan dan pelatihan yang dibutuhkan lebih luas daripada teknik
yang lain.
• Permukaan finish dan kekasaran (roughness) bermasalah
• Memerlukan referensi standar untuk setup
• Kedalaman penetrasi terbatas
2. Radiographic Testing (RT)
Radiograpi testing menggunakan radiasi tembus yang diarahkan langsung ke
sampel yang melemahkan radiasi melalui perubahan density atau ketebalannya.
Radiasi tembus digunakan dalam radiografi adalah energi yang lebih tinggi
(panjang gelombang lebih pendek) versi dari gelombang elektromagnetik yang
membentuk cahaya normal. Cahaya tampak (visible light) dalam keluarga yang
sama dengan x-ray dan sinar gamma, namun, berbeda dengan cahaya tampak,
sinar ini energi yang lebih tinggi secara signifikan dapat menembus ke dalam
bahan. Radiografi dapat menggunakan sinar-X atau sinar gamma. Sinar-X
diproduksi dengan tabung listrik yang dapat dimatikan, sementara sinar gamma
yang dihasilkan oleh bahan radioaktif harus dilindungi untuk keamanan jika tidak
digunakan. Seperti radiasi menembus spesimen, bahan sampel menghentikan
sejumlah
persentase
kejadian dari pencapaian detektor. Energi dari radiasi
mempengaruhi daya tembus, sementara density dan ketebalan material mengatur
pemberhentian tenaga.
Universitas Mercu Buana
Gambar 2.2. Cara Kerja Radiography Testing[2].
Detektor yang digunakan dalam radiography inspection bisa berupa film atau
media digital, gambar pada detektor ini akan negatif satu sama lain. Sementara kedua
jenis memiliki pro dan kontra, sebuah kemampuan yang signifikan dengan
penggunaan detektor digital adalah bahwa sampel dapat dipindahkan di sekitarnya
dan tampak secara real time.
Keuntungan :

Teknis tidak terbatas pada type material

Dapat digunakan untuk inspeksi rakitan komponen lengkap

Persiapan permukaan yang diperlukan minimum

Dapat digunakan untuk ketebalan penuh dengan sekali pengujian

Peka terhadap perubahan ketebalan dan density.

Hasil record permanen dapat dicapai
Kelemahan :

Banyak menggunakan perlindungan keselamatan kerja untuk intensitas
radiasi tinggi.

Orientasi antara kejadian sinar-X dan cacat secara kritis.

Dibutuhkan waktu yang lama untuk pelatihan .

Diperlukan akses kedua sisi dari specimen.

Tidak mungkin untuk menentukan kedalaman cacat tanpa penambahan
eksposur sudut.
Universitas Mercu Buana

Biaya peralatan awal yang mahal, khususnya untuk specimen yang tebal.
3. Ultrasonic Testing (UT).
Pemeriksaan Ultrasonic Testing (UT) menggunakan gelombang suara
berfrekuensi tinggi dalam komponen dan monitor bagaimana mereka berjalan
dalam material.
Sebuah transduser mengubah energi listrik menjadi energi
mekanik untuk mengirim sinyal ke dalam potongan uji, bekerja secara terbalik
untuk sinyal kembali. Sebuah transduser kontak ini dapat digunakan dengan gel
coupling pada bagian permukaan, atau transduser perendaman jika sampel berada
dalam bak air. Selama tes ultrasonik, gelombang suara berjalan melalui material
dan dipantulkan kembali dari permukaan atau cacat. Energi suara pantul
ditampilkan terhadap waktu, dan inspektur dapat memvisualisasikan lintas div
dari spesimen mengungkapkan kedalaman berbagai fitur.
Gambar 2.3. Schematic Ultrasonic Testing[2].
Kelebihan :
•
Digunakan untuk mendeteksi beragam cacat
•
Portable peralatan untuk hasil yang langsung
•
Dapat digunakan untuk inspeksi bentuk kompleks, ukuran besar dan
banyak bahan
•
Hanya akses sisi tunggal diperlukan
Universitas Mercu Buana
•
Inspeksi dapat otomatis
•
persiapan bagian minimum.
•
mempunyai daya tembus yang tinggi
Kekurangan :
•
Kontak dengan couplant atau perendaman dalam air biasanya diperlukan
•
keterampilan dan pelatihan yang luas dibutuhkan.
•
Permukaan finish dan kekasaran dapat mengganggu pemeriksaan.
•
Bagian Tipis mungkin sulit untuk diinspeksi.
•
Standar Referensi biasanya diperlukan
Sedangkan untuk metode Magnetic Particle Testing (MT) dan Liquid
Penetrant Testing (PT) akan dibahas lebih lanjut.
2.2
Magnetic Particle Testing (MT)
Magnetic Particle Testing (MT) atau Magnetic crack detection adalah metode
untuk mendeteksi retak dan discontinuitas lainnya pada permukaan dan bawah
permukaan material
ferro-magnetik. Magnetic Particle Inspection (MPI) adalah
salah satu metode yang paling efektif untuk menemukan cacat di atas permukaan atau
di bawah permukaan pada material besi pada berbagai tahap manufaktur. Sensitivitas
deteksi maksimum pada permukaan akan berkurang dengan cepat dengan
peningkatan kedalaman sub-surface cacat. Deteksi cacat bergantung pada kenyataan
bahwa ketika suatu material magnet, discontinuitas yang terletak melintang terhadap
arah magnetisasi distorsi penyebab garis magnetik fluks dan medan kebocoran
terbentuk pada atau di atas permukaan, beberapa partikel ini dipegang oleh fluks
kebocoran.
Gambar 2.4. Proses Pengujian Magnetic Particle Testing
Universitas Mercu Buana
Pengujian partikel magnetic adalah metode untuk mendeteksi retak dan
discontinuitas lainnya pada permukaan dan bawah permukaan material
ferro-
magnetic. Sensitivitas deteksi maksimum pada permukaan dan berkurang dengan
cepat dengan peningkatan kedalaman sub-surface cacat. Deteksi cacat bergantung
pada kenyataan bahwa ketika suatu material magnet, discontinuitas yang terletak
melintang terhadap arah magnetisasi distorsi penyebab garis magnetik fluks dan
medan kebocoran terbentuk pada atau di atas permukaan, beberapa partikel ini
dipegang oleh fluks kebocoran. koleksi magnetis ini membuat partikel membentuk
efek garis besar
dan menunjukkan lokasi, bentuk dan luasnya diskontinuitas.
Sejumlah faktor seperti arah dan kekuatan medan magnet, karakter magnetic dari
lokasi, bagian dan orientasi diskontinuitas magnet powder yang terbentuk,
mempengaruhi pembentukan pola powder, dan karena itu lokasi yang tepat dari cacat
diindikasikan dengan metode ini.
Dalam Magnetic Particle Inspection (MPI), sebuah medan magnet
diinduksikan pada bagian yang diuji. Medan magnet yang terdiri dari garis fluks yang
mengalir melalui spesimen magnet, mereka dapat membelok dan bocor di sekitar
cacat. Kebocoran fluks magnetik menarik partikel, yang mengelompokkan untuk
membentuk indikasi.
Orientasi medan magnet mempunyai peran yang lebih besar dalam mendeteksi
cacat. Sensitivitas tes dipengaruhi oleh sudut antara medan magnet induksi dan
orientasi cacat. Kebocoran fluks maksimum terjadi ketika medan magnet terletak
tegak lurus terhadap discontinuitas (keretakan) tersebut. Cacat yang tampak sejajar
dengan fluks magnetik tidak akan membentuk indikasi.
Tergantung
pada aplikasi, metode ini dapat dilakukan baik menggunakan
bubuk kering atau bubuk tersuspensi dalam cairan. Partikel warna yang berbeda
dipilih untuk memberikan visibilitas yang baik terhadap permukaan spesimen.
Partikel bubuk kering bisa berwarna abu-abu, merah, atau hitam, apabila dilihat
dengan cahaya putih. Partikel neon basah memerlukan sinar ultraviolet (UVA) untuk
melihat indikasi.
Universitas Mercu Buana
Gambar 2.5. Skema garis fluks yang mengalir melewati kedua tegak lurus dan cacat
paralel, dan kebocoran fluks terjadi di sekitar cacat tegak lurus[2]
Magnetic Particle Inspection (MPI) dilakukan dalam empat langkah:
1. Menginduksi medan magnet dalam spesimen.
2. Terapkan partikel magnet ke permukaan spesimen.
3. Menunjukkan permukaan, mencari pengelompokan partikel yang disebabkan
oleh cacat.
4. Demagnetize dan membersihkan spesimen .
Keuntungan dari Inspeksi Partikel Magnetik:
1. Dapat menemukan cacat pada kedua permukaan dan dekat sub-surface.
2. Beberapa format inspeksi biayanya sangat portabel dan rendah.
3. Cepat pemeriksaan dengan hasil yang langsung bisa diketahui.
4. Indikasi cocok untuk pemeriksaan secara langsung pada permukaan spesimen.
5. Dapat mendeteksi cacat yang tertutup banyak kotoran (kerak).
6. Dapat memeriksa bagian-bagian dengan bentuk tidak teratur (splines
eksternal, crankshafts, connecting, dll).
Keterbatasan Inspeksi Partikel Magnetik :
1. Spesimen harus ferromagnetik (misalnya baja, besi tuang).
2. Ketebalan cat lebih dari 0,005 inchi harus dibersihkan sebelum inspeksi.
3. Post Cleaning dan post demagnitization lebih seringkali diperlukan.
4. Sensitivitas kedalaman maksimum biasanya 0,100 inchi (jika lebih dalam
hasilnya akan kurang sempurna).
5. Alignment antara fluks magnetik dan cacat (defect) cukup penting.
Universitas Mercu Buana
Dalam beberapa kasus, partikel-partikel besi yang dilapisi dengan bahan
fluoresent memungkinkan mereka untuk dilihat di bawah lampu UV dalam kondisi
gelap. partikel magnetik biasanya digunakan sebagai suspensi dalam air atau parafin.
Hal ini memungkinkan partikel untuk mengalir di atas permukaan dan untuk
bermigrasi ke setiap kekurangan. Pada permukaan yang panas, atau dimana
kontaminasi adalah kekhawatiran, serbuk kering dapat digunakan sebagai alternatif
untuk tinta basah. Pada permukaan gelap, lapisan tipis cat putih biasanya diterapkan,
untuk meningkatkan kontras antara latar belakang dan partikel-partikel magnetic
hitam. Teknik yang paling sensitive bagaimanapun adalah menggunakan partikel
fluoresent dilihat dalam UV (hitam) cahaya.
Gambar 2.6. (a). Magnetic Particle Inspection menggunakan serbuk, (b). fluorescent
magnetic particle inspection menggunakan UV light[3]
MPI sangat sensitif terhadap permukaan melonggar atau retak dekat
permukaan, bahkan jika permukaan retak sangat sempit. Namun, jika retak berjalan
sejajar dengan medan magnet, ada sedikit gangguan medan magnet dan tidak
mungkin bahwa retak akan terdeteksi. Untuk alasan ini disarankan bahwa permukaan
pemeriksaan magnetisasi dalam dua arah pada 90 ° satu sama lain dan dengan
dilakukan pergeseran-pergeseran daerah yang akan di magnetisasi.
Universitas Mercu Buana
2.2.1. Metode Pengujian Magnetic Particle
Ada beberapa metode dalam magnetisasi suatu benda kerja yang akan diuji, yaitu :
1. Magnetisasi Longitudinal
Magnetisasi Longitudinal dihasilkan dari arus listrik yang dialirkan
2. Magnetisasi Yoke
Magnetisasi dengan menggunakan yoke. Dengan cara ditempelkan pada
material yang akan demagnetisasi.
3. Magnetisasi Sirkular
Magnetisasi Sirkular terdiri dari :
a) Magnetic Tak Langsung
Arus listrik dialirkan ke konduktor sentral. Medan magnet mengenai
bahan dan benda yang dilingkupinya.
b) Magnetisasi Langsung
Arus listrik dialirkan pada bahan yang akan di magnetisasi.
c) Prod
Magnetisasi dengan cara material ferro-magnetic dililiti dengan logam
tembaga kemudian dialiri listrik.
Demagnetisasi adalah proses penghilangan sisa magnet pada benda uji setelah
dilakukan pengujian. Tujuan dilakukannya proses demagnetisasi adalah agar setelah
pengujian benda yang diuji tidak mengganggu atau mempengaruhi proses yang
berikutnya dilakukan. Demagnetisasi dapat dilakukan menggunakan arus AC atau
DC. Jika menggunakan arus AC, benda uji dimasukkan ke dalam koil yang dialiri
arus AC kemudian diturunkan dengan perlahan-lahan. Jika menggunakan arus DC
maka dengan step down bolak-balik berulang.
2.2.1.1 Magnetic Particle Testing Powder
Sebuah partikel yang umum digunakan untuk mendeteksi retak adalah oksida
besi. untuk kedua sistem kering dan basah. Basah sistem partikel berbagai ukuran dari
<0,5 sampai 10 micrometer untuk digunakan dengan operator air atau minyak.
Partikel yang digunakan dalam sistem basah memiliki pigmen yang digunakan yaitu
Universitas Mercu Buana
fluorescent di 365 nm (ultraviolet A) membutuhkan 1000 μW/cm2 (10 W/m2) pada
permukaan bagian untuk pemeriksaan yang tepat. Jika partikel tidak memiliki lampu
yang benar diterapkan dalam Ruang Gelap partikel tidak dapat dideteksi / terlihat.
praktek industri Its untuk menggunakan kacamata UV / kacamata untuk menyaring
sinar UV dan memperkuat spektrum cahaya tampak normal Hijau dan Kuning
diciptakan oleh partikel flouresent. Hijau dan Kuning fluoresent dipilih karena mata
manusia bereaksi terbaik untuk warna-warna ini.
Dry partikel bubuk berbagai ukuran 5-170 mikrometer, yang dirancang untuk
dilihat dalam kondisi cahaya putih. Partikel tidak dirancang untuk digunakan di
lingkungan basah. bubuk kering biasanya diterapkan menggunakan aplikator tangan
bubuk udara yang dioperasikan aerosol diterapkan partikel mirip dengan sistem
basah, dijual dalam kaleng aerosol premixed mirip dengan hair spray.
2.2.1.2. Klasifikasi Metode MPI
Pada magnetic particle inspection ini digunakan beberapa metode seperti MPI
dry visible, MPI wet visible dan MPI wet fluorescent.
Pada pengujian tidak merusak dengan metode magnetic particle inspection
pada dasarnya yaitu dengan memagnetisasi bahan yang akan diuji. Adanya cacat yang
tegak lurus arah medan magnet akan menyebabkan kebocoran medan
magnet.
Kebocoran medan magnet ini mengindikasikan adanya cacat pada material. Cara
yang digunakan untuk mendeteksi adanya kebocoran medan magnet adalah dengan
menaburkan partikel magnetic di permukaan. Partikel – partikel tersebut akan
berkumpul pada daerah kebocoran medan magnet.
Kelemahan metode ini hanya bisa diterapkan untuk material ferromagnetic.
Selain itu, medan magnet yang dibangkitkan harus tegak lurus atau memotong daerah
retak serta diperlukan demagnetisasi di akhir inspeksi. Pada metode Magnetic
Particle Inspection ( MPI ) terdapat tiga metode pengujian, yaitu :
1. MPI Dry Visible
Dalam proses Dry Visible ini, digunakan serbuk yang kering. Serbuk tersebut
ditaburkan pada saat magnetisasi benda uji. Tujuan pemberian serbuk ini
Universitas Mercu Buana
adalah untuk mendeteksi adanya cacat pada benda uji, karena jika terjadi
cacat, serbuk ini akan menunjukan dimana letak cacat tersebut.
2.
MPI Wet Visible
Metode Wet Visible ini dalam prosenya sama dengan metode dry visible.
Yang membedakan adalah serbuk yang digunakan. Jika dry vible
menggunakan serbuk magnet basah tetapi wet visible menggunakan serbuk
magnet bertipe basah. Serbuk tersebut ditaburkan pada saat magnetisasi benda
uji. Tujuan pemberian serbuk ini adalah untuk mendeteksi adanya cacat pada
benda uji, karena jika terjadi cacat, serbuk ini akan menunjukan dimana cacat
tersebut.
3.
MPI Wet Fluorescent
Dalam metode Wet Fluorescent ini, menggunakan serbuk yang basah. Serbuk
tersebut ditaburkan pada saat magnetisasi benda uji. Tujuan pemberian serbuk
ini adalah untuk mendeteksi adanya cacat pada benda uji, karena jika terjadi
cacat, serbuk ini akan menunjukkan dimana letak cacat tersebut.Ketiga
metode tersebut pada
prinsipnya sama, namun serbuk magnet yang
digunakan pasa setiap pengujian berbeda.
Universitas Mercu Buana
2.2.2. Standardisasi Magnetic Particle Inspection
Tabel 2.1 Standarisasi Magnetic Particel Inspection
Number
Tittle
ASTM STANDARDS
ASTM A275/A275
M-96
ASTM A456/A456 M
Rev. A.
ASTM D96
Standard Test Methode for Magnetic Particle
Examination of Steel Forgings.1995
Standard Specification for Magnetic Particle
Examination of Large Crankshaft Forgings. 1995
Standard Test Methods for Water and Sediment in
Crude Oils by Centrifuge Method (Field Procedure).
1988
ASTM
E125-63 Standard Reference Photographs for Magnetic Particle
(1993)
Indications on Ferrous Castings. (Revised 1993) 1963
ASTM E1316-95C
Standard
Terminology
for
Nondestructive
Examination. 1995 (Replaces ASTM E269).
U.S.
GOVERNMENT
SPECIFICATIONS
DOD-F-87935
Mil-Std-271F
Mil-Std-410E
MIL-HDBK-728/1
MIL-HDBK-728/4A
OTHER
PUBLICATIONS
SNT-TC-1A
ATA No. 105
ASM Handbook,
Volume 17
Universitas Mercu Buana
Fluid, Magnetic Particle Inspection, Suspension. 1993
Requirements for Nondestructive Testing Methods.
1993
Nondestructive Testing Personnel Qualifications and
Certifications. 1991
Nondestructive Testing. 1985
Magnetic Particle Testing. 1993
American Society for Nondestructive Testing.
Recommended
Practice
.
1992
(Personnel
Qualification and Certification in Nondestructive
Testing and Recommended Training Courses) Note:
Updated every 4 years - 1996 edition due in early
1997.
Air Transport Association of America. Guidelines for
Training and Qualifying Personnel in Nondestructive
Testing Methods, (Revision 4 1993)
Nondestructive Evaluation and Quality Control.1989
2.3
Liquid Penetrant Testing (PT)
Liquid Penetrant Testing juga dikenal sebagai pengujian penetrant Dye,
inspeksi Liquid Penetrant Testing adalah metode yang paling dapat diandalkan untuk
menemukan cacat dan discontinuitas terbuka di permukaan terutama dalam semua
bahan non-pori. Metode ini banyak digunakan untuk pengujian non-magnetik bahan.
Dalam metode Liquid Penetrant Testing (PT), sebuah penetrant cair / pewarna
diterapkan pada permukaan produk untuk waktu yang telah ditentukan tertentu yang
ditentukan dengan menggunakan code, standar atau spesifikasi, setelah itu penetran
berlebih akan dihapus dari permukaan. Permukaan tersebut kemudian dikeringkan
dan pengembang diterapkan untuk keperluan itu. Para penetrant yang tetap dalam
keretakan diserap oleh pengembang untuk menunjukkan adanya lokasi keretakan,
ukuran dan sifat diskontinuitas (keretakan) tersebut. Penetrant yang baik digunakan
akan terlihat dye penetrant atau dye penetrant flouresent. Pemeriksaan terhadap
adanya indikasi pewarna terlihat dibuat dibawah cahaya putih sementara pemeriksaan
adanya indikasi oleh dye penetrant flouresent dibuat dibawah ultraviolet intensitas
tinggi (atau hitam) dalam kondisi cahaya gelap.
Gambar 2.7. Proses Pengujian Liquid Penetrant Testing[3].
Dalam Liquid Penetrant Inspeksi (LPI), cairan dengan potensi kapiler tinggi
diaplikasikan untuk sample dan ditarik ke permukaan specimen yang mengalami
cacat. Selisih tersebut dihapus setelah jangka waktu dan jenis pengembang yang
sesuai diterapkan untuk menarik kembali penetran keluar. Seperti berdarah yang
keluar secara lateral pada bagian permukaan, secara visual terlihat keduanya sangat
kontras. Sebuah penetrasi yang berfluoresent dibawah sinar UV juga dapat digunakan
untuk menghasilkan visualisasi dramatis dari cacat yang terjadi.
Universitas Mercu Buana
Ini dapat digunakan pada bahan non-porositas dan digunakan untuk
menemukan cacat permukaan, kadang-kadang untuk mendeteksi kebocoran. Ada
beberapa pilihan penetrant, remover, dan Developer. Pemilihan didasarkan pada
kepekaan yang diperlukan, persyaratan mudah dibawa, dan sifat bahan yang akan
diuji sehubungan dengan masalah kompatibilitas.
Langkah-langkah dalam penerapan Liquid Penetrant Inspection (LPI) :
1. Permukaan bagian tersebut dibersihkan secara menyeluruh dengan cleaner /
remover.
2. Penetrant cair diterapkan pada luas permukaan bawah specimen yang akan
dilakukan pemeriksaan.
3. Sebuah kain bersih direndam dalam pelarut yang akan digunakan untuk
menghapus penetran cair dari permukaan.
4. Pengembang diterapkan.
5. Pemeriksaan ini dilakukan pada permukaan specimen yang cacat, akan terlihat
penetran yang kembali ke permukaan.
Gambar 2.8. Tahapan Liquid Penetrant Inspection[2]
Keuntungan dari Liquid penetrant Inspection (LPI):
1. Material/bagian yang luas dengan volume yang besar dapat diperiksa dengan
cepat dan dengan biaya rendah.
2. Bagian dengan geometri yang kompleks dapat diperiksa secara rutin.
3. Indikasi diproduksi langsung pada bagian permukaan, memberikan gambaran
visual dari ke retakan specimen.
4. Peralatan investasi bisa sangat rendah
5. Berbentuk kaleng semprot sehingga pengujian sangat portable.
Universitas Mercu Buana
Keterbatasan Liquid Penetrant Inspection (LPI) :
1. Hanya mendeteksi cacat permukaan .
2. Pengujian pada material nonporous (tidak keropos).
3. Precleaning sangat penting karena kontaminan dapat menutupi cacat.
4. Posting cleaning kadang-kadang diperlukan untuk menghilangkan bahan
kimia.
5. Membutuhkan beberapa operasi dalam kondisi yang terkendali.
6. Pencegahan terhadap dampak kimia mungkin diperlukan.
7. Pelapisan dengan logam, grinding dan operasi lainnya menghambat proses
deteksi.
8. Beberapa bahan mungkin perlu digores sebelum dilakukan inspeksi.
Syarat pemeriksaan dengan metode penetrant Testing adalah :
a. Permukaan benda yang akan diperiksa harus bebas dari kotoran, minyak, oli,
cat, dan lain-lain. Dimana kotoran tersebut akan menutupi benda yang akan
diperiksa sehingga tidak dapat mendeteksi cacat.
b. Benda yang akan diperiksa harus dalam keadaan kering dan tidak keropos.
c. Bila permukaan benda tertutup cat, maka usahakan cat tersebut dihilangkan
Ada dua type dalam metode Penetrant Testing ini yaitu :
a. Type I. Menggunakan Fluorescent Dye Penetrant.
b. Type II. Menggunakan Visible Dye Penetrant.
Pada pemerikaaan dengan type I, tanda-tanda keretakan hanya dapat terlihat
apabila menggunakan lampu sinar ultraviolet (black light) dikamar gelap, sedangkan
pemeriksaan dengan type II tanda-tanda keretakan dapat langsung terlihat oleh mata
biasa.
Pada dasarnya metode penetrant type I mempunyai kepekaan lebih tinggi dari
pada type II. Oleh sebab itu type I (fluorescent) diutamakan untuk pemeriksaan
keretakan-keretakan pada komponen-komponen pesawat terbang, sedangkan type II
(visible) digunakan pada obyek yang kurang memerlukan kepekaan tinggi.
Universitas Mercu Buana
Pada setiap tipe pemeriksaan masing-masing terbagi dalam tiga bagian yaitu :
1. Type I method A (Water Washable Fluorescent)
2. Type I method B (Post Emulsifiable Fluorescent)
3. Type I method C (Solvent Removable Fluorescent)
4. Type II method A (Water Washable Visible)
5. Type II method B (Post Emulsifier Visible)
6. Type II method C (Solvent Removable Visible)
Dari keterangan diatas perlu diketahui bahwa masing-masing metode menggunakan
bahan-bahan penetrant khusus.
Universitas Mercu Buana
2.3.1 Tahapan metode Penetrant Testing (PT)
Gambar. 2.9 Tahapan Penetrant Testing[4]
Universitas Mercu Buana
2.3.2. Standardisasi Penetrant Inspection
Tabel 2.2 Standarisasi Penetrant Inspection
Number
ASTM STANDARDS
ASTM-E-165
ASTM -E-270
ASTM -E-1135
ASTM -E-1208
ASTM -E-1209
ASTM -E-1210
ASTM -E-1219
ASTM -E-1220
ASTM -E-2512
SAE-AMS
SPECIFICATIONS
AMS-2647
US GOVERNMENT
SPECIFICATIONS
MIL-STD-271
MIL-STD-410
MIL-STD-1907
MIL-STD-6866
MIL-STD-728/1
MIL-STD-728/3
MIL-STD-25135E
QPL-25135
T.O. 33B-1-1
Universitas Mercu Buana
Tittle
Standard Practice for Liquid Penetrant Inspection
Method
Standard Definitions of Terms Relating to Liquid
Penetrant Inspection
Standard Method for Comparing the Brightness of
Fluorescent Penetrants
Standard Method for Fluorescent Liquid Penetrant
Examination Using the Lipophilic Post-Emulsification
Process.
Standard Method for Fluorescent Penetrant
Examination Using the Water Washable Process
Standard Method for Fluorescent Penetrant
Examination
Using
the
HydrophilicPostEmulsification Process.
Standard Method for Fluorescent Penetrant
Examination Using the Solvent Removable Process
Standard Method for Visible Penetrant Examination
Using the Solvent Removable Method
Compatibility of Materials with Liquid Oxygen
(Impact-Sensitivity Threshold Technique)
Fluorescent Penetrant Inspection - Aircraft and
Engine Component Maintenance
Requirements for Nondestructive Testing
Nondestructive Testing Personnel Qualifications and
Certifications
Inspection, Liquid Penetrant and Magnetic Particle,
Soundness Requirements for Materials, Parts and
Welds
Inspection, Liquid Penetrant
Nondestructive Testing
Liquid Penetrant Testing
Inspection Materials, Penetrants Qualified Products
List of Materials Qualified Under MIL-I-25135 U.S.
Air Force/Navy Technical Manual, Nondestructive
Testing Methods.
Number
OTHER
PUBLICATIONS
SNT-TC-1A
ATA No. 105
Metals Handbook,
Ninth Edition, Vol 17
2.4
Tittle
Personnel Qualification and Certification in
Nondestructive Testing and Recommended Training
Courses.
Guidelines for Training and Qualifying Personnel in
Nondestructive Methods, Nondestructive Evaluation,
and Quality Control.
Bagian Rotor Blade Turbine Uap
Rotor Blade Turbine merupakan bagian komponen utama dari sebuah Turbine
uap, Rotor Blade adalah bagian Turbine yang berputar yang terdiri dari poros, sudut
Turbine atau deretan sudut yaitu Stasionary Blade dan Moving Blade. Untuk Turbine
bertekanan tinggi atau ukuran besar, khususnya untuk Turbine jenis reaksi maka
motor ini perlu di Balance untuk mengimbangi gaya reaksi yang timbul secara aksial
terhadap poros.
Gambar 2.10. Bagian Cross Section Rotor Turbin Uap[4]
Rotor blade terpasang dengan system insert pada Turbine disk, sedangkan
turbin disk dipasang pada shaft yang ditumpu oleh dua bearing pedestal dengan
system hub dan keyway seperti pada gambar di bawah.
Universitas Mercu Buana
Gambar 2.11. Turbine Disk dan Lokasi Inspeksi[4]
Blade Turbine terbuat dari material logam dengan komposisi kimia C 0,23 %,
Si 0,83 %, Mn 0,46 %, Cr 12 %, Mo 0,25 %, S 0.007 % dan P 0,03 %. Tegangan
stress yang pada blade pada kondisi state diakibatkan oleh ada Centrifugal stress dan
Bending Stress yang dialami oleh blade. Tegangan stess (σc) akibat beban centrifugal
dapat dihitung dengan rumusan :
σc =
=
𝑀.𝑉 2
(2-1)[8]
𝐴.𝑟
4.𝜋 2 .𝑀.𝑟.𝑁𝑠 2
𝐴
Di mana :
M : Massa root blade (kg)
V : Kecepatan pada permukaan (m/s)
A : Luasan Cross Section (m2)
Ns: Kecepatan putar Turbin (RPS)
r : Radius total blade (m)
Universitas Mercu Buana
2.5
Kerusakan Rotor Blade Turbine
Kerusakan (crack) pada blade Turbine dapat dilihat pada bagian gambar yang
ditunjukkan oleh tanda panah. Crack Initiation atau gejala retak rambut pada blade
diakibatkan oleh tegangan yang terjadi pada saat pengoperasian Turbin.
Crack Initiation yang terjadi pada blade dapat ditunjukkan oleh gambar di
bawah ini.
Gambar 2.12. Crack Initiation pada Blade Turbine[5]
Gambar 2.13. Kerusakan Blade Turbine (Fractured)[5].
Universitas Mercu Buana
2.5.1. Defect Pada Rotor Blade Turbine
Defect pada Rotor Blade Turbine terdiri dari beberapa jenis, yaitu :
2.5.1.1. Crack Welding
Beberapa jenis keretakan (Crack) yang biasanya terjadi pada rotor blade
ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar 2.14. Jenis Crack pada Rotor Blade[4]
Keterangan gambar :
1. Crater Crack
Sesuai namanya, retak kawah terjadi di kawah las yang terbentuk pada akhir
pengelasan. Umumnya, jenis retak disebabkan oleh kegagalan untuk mengisi
kawah sebelum electrode meleleh. Ketika ini terjadi pada bagian tepi luar
kawah terjadi pendinginan yang cepat, sehingga bagian dalam kawah menjadi
retak. Jenis retak ini biasanya berbentuk longitudinal atau melintang, atau
mungkin sejumlah retakan saling berpotongan dan membentuk suatu bentuk
bintang.
2. Under bead Crack
Keretakan ini mirip dengan retakan melintang dalam karena terbentuk dalam
zona yang terpengaruh panas karena kekerasan yang tinggi, pengekangan
Universitas Mercu Buana
yang berlebihan, dan adanya hidrogen. Orientasi keretakan ini mengikuti
kontur zona yang terpengaruh panas.
3. Longitudinal Crack
Retak ini mungkin ada dalam tiga bentuk, tergantung pada posisi mereka di
las. Retak akar adalah bentuk paling umum dari retakan logam lasan
longitudinal karena ketebalan dan ukuran celah akar yang relatif kecil. Jika
retakan tersebut tidak dihapus mereka dapat merambat melalui lasan melewati
pengelasan berikutnya.
4. Hat cracks
Retak Hat terjadi akibat dari penggunaan tegangan yang berlebihan atau
terlalu rendah kecepatan pengelasan. Celah retak terletak di tengah-tengah
sambungan las dan memanjang hingga gabungan garis yang membentuk
sambungan.
5. Toe and root cracks
Retak ini terjadi di daerah akar lasan atau dekat batas antara lasan
logam dan logam induk.
6. Transverse cracks
Retak melintang di logam dasar terjadi pada permukaan dalam atau di dekat
zona yang terkena panas. Transverse Crack merupakan hasil dari tegangan
tinggi sisa yang disebabkan oleh siklus termal selama pengelasan. Kekerasan
yang tinggi, tekanan yang berlebihan, dan adanya hidrogen memicu
pembentukan tersebut. Seperti retak yang merambat ke dalam logam atau di
luar zona terpengaruh panas hingga ke dalam logam dasar.
2.5.1.2. Casting Defects
Pada umumnya ada tiga kategori cacat pengecoran. Pertama adalah cacat
paling parah yang mengakibatkan Scraping atau tidak sesuai cetakan. Kategori kedua
adalah cacat menengah yang memungkinkan perbaikan cetakan (mould), yang ketiga
cacat adalah kategori yang kecil yang dapat dengan mudah diperbaiki.
Universitas Mercu Buana
Menghilangkan dan pengendalian cacat pengecoran adalah masalah ahli pengecoran
yang dapat dilakukan dalam beberapa cara.
Gambar 2.15. Schematic diagram proses continuous casting[4]
2.5.1.2.1. Shrinkage Defect
Shrinkage adalah cacat pengecoran yang terjadi selama tahap tengah dan
tahap akhir proses pengecoran hingga tahap pemadatan logam. Memiliki bentuk
percabangan, berbeda dari yang sponginess, dan seperti pada gambar 2.4 Cacat dapat
dihindari dengan memberikan perhatian khusus pada arah solidifikasi dan
memastikan anak tangga yang cukup, atau alat bantu pemakanan lainnya, pada bagian
lebih berat dari casting. Modifikasi desain pengecoran, yaitu untuk membuat bagian
cor yang lebih seragam untuk aliran dan solidifikasi logam sangat membantu dalam
menghindari penyusutan (shrinkage). Cetakan dan cor kadang-kadang dibuat terlalu
kuat dan sangat tahan kontraksi.
Universitas Mercu Buana
Gambar 2.16. Formasi dari shrinkage defects[4]
2.5.1.2.2. Hot Tears
Hot Tears adalah discontinuitas (keretakan) yang dihasilkan dari tekanan
mengembang dekat dengan temperatur pemadatan pada saat suhu logam masih
rendah. Hal ini dikaitkan dengan resistensi dari cetakan dan cor, yang menghambat
kontraksi casting, menyebabkan stres termal. Hot Tears menyerupai retak yang tidak
beraturan. Mereka dapat dihindari dengan membuat cor dan cetakan berlipat,
menghindari perubahan yang tiba-tiba pada bagian dalam dan mencegah
pembentukan hot spot intens dengan merancang bagian yang lebih seragam.
Gambar 2.17. Hot Tears[4]
Universitas Mercu Buana
2.5.1.3. Forging And Rolling Defects
Discontinuitas (keretakan) dalam tempa dapat berasal dari slab atau billet
akibat modifikasi roller dan material tempa (forging), atau mungkin hasil dari proses
penempaan itu sendiri. Beberapa cacat yang dapat terjadi di tempa sama dengan cacat
yang terjadi pada proses tuang (casting) karena material tempa yang digunakan
berasal dari beberapa bentuk ingot cor. Di bawah ini adalah gambar beberapa cacat
yang lebih spesifik.
Gambar 2.18. Forging And Rolling Defect[4]
2.5.1.3.1. Laminasi
Porositas besar, pipa dan non-logam inklusi lempeng (slab)atau billet
diratakan dan menyebar keluar selama proses rolling dan penempaan (forging).
Diskontinuitas (keretakan) yang diratakan ini dikenal sebagai laminasi.
Gambar 2.19. Laminasi[4]
Universitas Mercu Buana
2.5.1.3.2. Forging Lap
Forging Lap adalah diskontinuitas (keretakan) yang disebabkan oleh lipatan
logam pada bagian plat yang tipis di permukaan bagian yang mengalami penempaan.
Gambar 2.20. Forging Lap[4]
2.5.1.3.3. Centre bursts
Pecah yang terjadi di wilayah pusat dari penempaan disebut centre bursts.
Mereka dapat muncul karena prosedur penempaan yang salah (misalnya suhu terlalu
rendah atau terlalu drastis pengurangan) atau akibat dari adanya pemisahan fase atau
terjadi rapuh dalam logam yang ditempa.
Gambar 2.21. Centre bursts[4]
Universitas Mercu Buana
Tugas Akhir | 29
Universitas Mercu Buana