DASAR TEORI ULTRASONIC TEST

Transkripsi

1 DASAR TEORI ULTRASONIC TEST (materi kuliah UTR ) Tegas Sutondo

2 Tujuan Memberikan dasar teori teknik inspeksi menggunakan peralatan UT Problem Testing menggunakan UT Karakteristik gelombang suara Pembangkitan gelombang ultrasonik Probe ultrasonik Sistem peralatan / instrument ultrasonik Identifikasi Flaw / defect Prosedur Testing

3 Problem Testing Menggunakan UT Test Ketebalan (Thickness) Dinding Tangki Pipa& Tube

4

5 Problem Testing Menggunakan UT Identifikasi Cacat / Flaw Komponen, Tangki Pipa& Tube

6 Problem Testing Menggunakan UT Kualitas sambungan Las Komponen, kerangka Pipa& Tube d

7

8 Gelombang Suara Gelombang longitudinal Arah osilasi Arah rambatan Panjang gelombang

9 Gelombang Suara Gelombang transversal Arah osilasi Arah rambatan

10 Spektrum Gelombang Suara Range Frekuensi (Hz) Keterangan Contoh 0-20 Infrasound Gempa Bumi Audible sound Musik, dsb > Ultrasound Kelelawar, Crystal Quartz

11 Struktur Atom & Pengaruhnya Pada Kecepatan Perambatan Gelombang Suara gas cair padat Densitas rendah Gaya ikatnya lemah Densitas sedang Gaya ikatnya agak kuat Densitas tinggi Gaya ikat kuat Struktur kristalografi

12 Perambatan Gelombang Suara Gelombang longitudinal dapat merambat pada semua jenis materials. Gelombang transversal hanya dapat merambat pada benda padat Gelombang transversal bergerak dengan kecepatan yang lebih lambat. Kecepatan gelombang tergantung dari densitas and E-modulus dari material λ Kecepatan gelombang : C = = f λ T Udara 330 m/s Air Baja, Long Baja, Trans 1480 m/s 3250 m/s 5920 m/s

13 Bagaiana Prinsip Pembangkitan Gelombang Ultrasonik??

14 Pembangkitan Gelombang Ultrasonik Pada Probe Berdasarkan Sifat Piezoelectric Effect Kristal (Quartz) piezoelectric + Battery

15 Piezoelectric Effect + Setelah terhubung dengan battery, kristal menjadi lebih tebal, akibat terjadinya distorsi pada kisi kristal

16 Piezoelectric Effect + Bila polaritasnya berubah, maka efeknya terbalik, menjadi lebih tipis

17 Piezoelectric Effect Gelombang suara dengan frequensi f U(f) Bila perubahan polaritas tegangan dilakukan secara cepat menggunakan sumber tegangan bolak-balik (alternating voltage) maka akan dihasilkan getaran kristal dengan frequensi f

18 Piezoelectric Effect Pulsa singkat ( < 1 µs ) Bila sumber tegangan berupa pulsa tegangan singkat (short voltage pulse) maka akan dibangkitkan getaran dengan frequensi resonansi kristal f 0

19 Penerimaan Gelombang ultrasonic Sebaliknya, jika gelombang ultrasonic mengenai kristal piezoelectric, maka akan menyebabkan vibrasi pada kristal yang kemudian akan menghasilkan tegangan listrik pada permukaan kristal. Energi listrik Kristal Piezoelectric Gelombang Ultrasonic

20 Sifat Gelombang Pada Interface 2 Medium Medium 1 Medium 2 Incoming wave Transmitted wave Reflected wave Interface

21 Jenis Probe Ultrasonik (search Unit) & Aplikasinya

22 Jenis & Struktur komponen Probe Straight beam probe housing socket matchingelement dampingblock crystal workpiece Sound pulse protecting face (probe delay)

23 Prinsip Pendeteksian Cacat (Flaw) Stright beam probe Kedalaman flaw d = c t/2

24 Sinyal pantulan pada permukaan flaw tidak terdeteksi menggunakan stright beam probe karena bentuknya

25 Angle beam probe damping blocks housing socket perspex wedge (probe delay) crystal workpiece Sound pulse

26 Prinsip Pendeteksian Cacat (Flaw) Angle beam probe

27 TR-probe / dual crystal probe transmitter socket acoustical barrier receiver socket damping blocks crystal delay

28 Krautkramer NDT Ultrasonic Systems Dual element probe Remaining wall thickness measurement USM 22 Pipe Corrosion

29 Sistem Peralatan UT Sistem Display Sinyal Ultrasonik (Pulse Reflection)

30 Ultrasonic Instrument Sistem Penampil Sinyal Ultrasonic CRT / A-scan display

31 Sistem Penampil Sinyal Ultrasonic - Uh

32 Sistem Penampil Sinyal Ultrasonic + - U h

33 Block diagram: Ultrasonic Instrument amplifier IP screen BE horizontal sweep clock probe pulser work piece

34 PRINSIP PENGUKURAN WAKTU TEMPUH GELOMBANG Dengan terukurnya waktu tempuh gelombang, maka Jarak / tebal reflektor segera dapat ditentukan dengan rumus: d = S/2 = c t / 2 s = sound path [mm] c = sound velocity [km/s] t = time of flight [m s)

35 PRINSIP PENGUKURAN WAKTU TEMPUH GELOMBANG Pulsa awal = start Gelombangmencapai pada dinding belakang pada skala 4 Pulsa kembali pada skala 8

36 Identifikasi Flaw / Defect

37 Medan Suara (sound field) N = panjang medan dekat Medan dekat Sumbu akustik (berkas pusat) Medan jauh γ = sudut divergensi

38 Jarak / Kedalaman Flaw & Besarnya Amplitudo Sinyal Pantulan IP R BE IP R BE IP RBE

39 Plate testing IP BE F plate delamination IP = Initial pulse F = Flaw BE = Backwall echo

40 Flaw tidak terdeteksi menggunakan stright beam probe karena lokasinya crack

41 Teknik Tandem Untuk Bentuk Flaw Vertikal T a R Dekat Permukaan

42 Teknik Tandem Untuk Bentuk Flaw Vertikal T a R Di bagian tengah

43 Teknik Tandem Untuk Bentuk Flaw Vertikal T a R Di bawah

44 IDENTIFIKASI LUASAN CACAT Posisi probe dengan tinggi pulsa berkurang 50 % Daerah cacat Posisi 50 %

45 Immersion testing 1 2 surface = sound entry water delay backwall flaw IP IE 1 IP IE 2 BE F BE

46 Prosedur Testing

47 Persiapan Testing Sebelum melakukan testing perlu diperhatikan hal sbb. Permukaan benda uji harus rata (uniform), bebas dari: Kotoran, Cekungan, las-lasan, dsb. Kalau perlu dilakukan penghalusan menggunakan sikat kawat, gerinda, dsb. Kerak, cat atau coating yang melekat dengan kuat dan rata tidak perlu dihilangkan (karakteristik akustiknya sama) Gunakan probe yang sesuai (ukuran diameter & frequensinya) dengan mempertimbangkan: Karakteristik akustik dari bahan yang di test Geometri dari bahan yang di test Ukuran minimum dan jenis reflektor yang akan dideteksi

48 Persiapan Testing Gunakan standard calibration block yang sesuai : Menggunakan bahan yang sama dengan test object Minimum 2 ketebalan yang berbeda & mencakup tebal normal dari test objek Stright beam probe Angel beam probe

49 Persiapan Testing Gunakan Couplant yang sesuai: Couplant termasuk : Air, minyak, oli, cellulose gel, dsb. permukaan yg kasar memerlukan viskositas tinggi. Couplant yg digunakan untuk kalibrasi hrs = yg di inspeksi Pemberian couplant hrs memenuhi seluruh area bidang kontak.

50 Sekian dulu.. Selamat belajar.. Semoga Sukses!!