Pengaruh Posisi Probe Terhadap Respon Defect di 1 2. V Bevel Butt Joint Dengan Metode Ultrasonic Testing Tandem Technique

Transkripsi

1 Pengaruh Posisi Terhadap Respon Defect di 1 2 V Bevel Butt Joint Dengan Metode Ultrasonic Testing Tandem Technique Asrafi *, Nurul Laili Arifin * and Cahyo Budi Nugroho # Batam Polytechnics Mechanical Engineering Study Program Jl. Ahmad Yani, Batam Centre, Batam 29461, Indonesia asrafi743@gmail.com Abstrak Tandem teknik merupakan salah satu metode NDT ultrasonic testing dengan menggunakan dua buah depan dan belakang. yang berada di depan atau yang berhadapan dengan welding disebut Transmitter sedangkan yang berada dibelakang disebuat Reciver. Metode ini memanfaatkan gelombang pantul dari sebuah indikasi yang planar dengan ketebalan benda uji diatas 20 dengan benda uji 1 2 V bevel, K groove dan TKY joint. Tujuan dari penelitian ini ialah dapat mengetahui pengaruh dari pergeseran ke 2 terhadap respon yang planar pada material yang tebal. Pengujian tandem teknik ini menggunakan mesin UT olympus epoch 600, phoenix sudut 60 dan 70 pulse-eco single element frekuensi 2MHz dan untuk menuntukan jarak antar menggunakan perhitungan pytagoras dan melakukan scanninng secara lateral serta melakukan plotting. Pada metode tandem teknik posisi mempengaruhi besarnya nilai pulse hasil respon pada kurva DAC. Kata kunci :Ultrasonik Testing,, tandem teknik,. Abstract Tandem technique is one method of NDT ultrasonic testing using front and rear s. that is in front or dealing with welding called Transmitter while the that is behind disebuat Reciver. This method utilizes reflective waves of a planar indication with the thickness of the test specimen above 20 with the specimen 1/2 V, K groove and TKY joint. The purpose of this study is to know the effect of the 2nd shift on the planar response on thick material. This tandem testing technique uses UT olympus epoch 600 engines, phoenix s 60 and 70 pulse-eco single element frequency 2MHz and for spacing between s using pytagoras calculations and do scanninng lateral and plotting. In the tandem method the position technique affects the pulse value of the response on the DAC curve. Keywords : Ultrasonic Testing,, tandem technique,. 1. Pendahuluan Ultrasonic testing merupakan salah satu metode NDT yang digunakan secara luas dan lebih efektif untuk pengujian cacat dalam (internal ) material dibandingkan dengan metode NDT yang lain seperti, X-radiography dan eddy current. Gelombang ultrasonic dihasilkan oleh transduser piezoelectric () dengan frekuensi antara 0.1 ~ 15 MHz yang menembus material dan kemudian dipantulkan kembali oleh cacat () yang ada didalam material dengan cara menggosokkan pada permukaan material. Gelombang pantul tersebut memberikan informasi tentang lokasi cacat yang ada di dalam material, seperti gambar.1 [1]. Pada ultarasonic testing kemampuan transduser dipengaruhi oleh sensitivitas. Sensitivitas adalah kemampuan transduser untuk mendeteksi cacat dengan mengacu pada ukuran flat bottom hole yang ada pada calibration block. Jika pantulan dari gelombang tidak diterima oleh, maka cacat tidak terdeteksi, hal ini sering terjadi pada material yang berdinding tebal, seperti gambar.2 [2]. Gambar 1 : Gelombang kembali dan memberikan informasi berupa pulse

2 Gambar 2 : Gelombang tidak kembali ke Oleh karena itu pada penelitian ini digunakan dua buah sudut, dimana kedua dengan sudut yang sama digunakan sebagai penerima bagian pantul dari gelombang sehingga dapat mendeteksi cacat tersebut. Metode penggunaan dua depan dan belakang dikenal dengan nama metode tandem teknik [2][3]. Secara umum metode ini dibuat untuk mendeteksi cacat yang planar dengan ketebalan benda uji diatas 20 dengan salah satu bagian benda uji tidak di bevel,gambar 3[2]. Untuk mengetahui panjang dari cacat menggunakan metode -6dB drop dari amplitude tertinggi [4]. Gambar 3 : Ilustrasi umum tandem teknik Manfaat dari pengujian tandem teknik ialah dapat mendeteksi indikasi yang planar dengan matrial yang tebal yang tidak dapat dilakukan dengan 1. Tujuan dari penelitian ini ialah dapat mengetahui pengaruh dari pergeseran ke 2 terhadap respon yang planar pada material yang tebal. 2. Metodologi Penelitian Pada penelitian ini pengujian NDT UT dengan metode tandem teknk. Mesin UT yang digunakan adalah Sonatest D-70 S/N yang digunakan ialah phoenix sudut 60 dan 70 pulse-eco single element dengan frekuensi 2MHz. Material uji yang digunakan ialah carbon steel dengan ketebalan 25 dengan jenis sambungan butt joint 1 2 V bevel dengan sudut bevel 20-30, root face 1-2 dan gap 1-2. Adapun cacat yang terdapat didalam benda uji tersebut ialah side wall fusion dengan panjang cacat 35 dengan lokasi cacat 110 dari datum pada kedalaman 13 dari permukaan benda uji pada sisi A, gambar 4. Gambar 4 : Butt joint 1 2 V bevel dan lokasi Tahapan pengujian adalah : Area pengujian pada tandem teknik ini ialah pada surface (jarak maximum antar ), middle dan root (jarak minimum antar ). Pengujian yang dilakukan kali ini ialah di posisi middle, gambar 5B. A B C Gambar 5 : Area pengujian tandem teknik Pada tahap awal penelitian dilakukan kalibrasi mesin UT dengan V1 blok, blok tersebut berfungsi untuk memverifikasi besarnya jarak, sudut dan lokasi exit point, dan memeriksa resolusi transducer. Setelah melakukan kalibrasi tranduser menggunakan blok V1 selanjutnya dilakukan kalibrasi untuk membuat DAC (distance amplitudo corection). Fungsi dari DAC adalah pengatur elektronik untuk mengimbang sinyal cacat sesuai dengan kedalaman cacat karena adanya pelemahan (attenuation) atau sering disebut juga batas tinggi amlplitudo atau konfirmasi amplitudo untuk mementukan pembacaan indikasi interprate atau disregade. Berikut data hasil kalibrasi menggunakan V1 dan sensitivitas db DAC atau db refrance: Table 2.1 Hasil kalibrasi V1 dan DAC No spesifikasi Index point () Sudut aktual ( ) db refrance (db)

3 1 dapat dilakukan perhitungan sebagai berikut : 80 % DAC 40 % DAC 20 % DAC Gambar 6 : Kurva DAC Kemudian dilakukan proses kalibrasi tandem untuk 70. Pada tahap ini, alat UT di kalibrasi dengan menggunakan rumus pytagoras sebagai acuan untuk menentukan lokasi inspeksi dan jarak antar kedua, block yang digunakan ialah V1. d o SA ( )= cos α o PA ( )= SA x sin α index point Keterangan : d = Kedalam yang akan dilakukan inspeksi α = Sudut sebenarnya SA = Sound path (panjang gelombang) PA = Skip distance (jarak dari ke indikasi) DA = Depth (kedalaman dari permukaan benda uji hingga ke indikasi) Persamaan 1 : Sound path = d cos α 13 = cos 69.6 = Skip distance = sound path x sin α index point = x sin = = 23 Letakkan 1 pada skip distance yang sudah di dapat dari perhitungan persamaan 1. S = 2 (t-d) tan α Keterangan : S = Jarak index point 1 dengan index point 2 t = Ketebalan material d = Kedalam yang akan dilakukan inspeksi α = Sudut sebenarnya Persamaan 2 : S = 2 (t-d) tan α S = 2 (25-13)tan 69.6 S = 2 (12) S = Jadi jarak dari index point 1 ke index point 2 adalah 64.51, dan jarak kedua ialah di ukur menggukan jangka sorong. Gambar 8 : Penempatan 2 sesuai perhitungan persamaan 2 Kemudian dilakukan proses kalibrasi tandem untuk 60 dengan cara yang sama dengan kalibrasi tandem 70. Berikut data hasil perhitungan : Table 2.1 Hasil perhitungan untuk kalibrasi posisi 60 No Skip distance () S () Jarak kedua () Gambar 7 : Posisi 1 sesuai perhitungan persamaan 1 Untuk meletakkan ke 2 tepat di belakang

4 Gambar 9 : Penempatan 1 dan 2 sesuai perhitungan seperti persamaan 1 dan 2 Kalibrasi dilakukan sesuai lokasi yang akan dilakukan inspeksi. Setelah didapatkan jarak 2 berdasarkan perhitungan persamaan 1 dan persamaan 2, maka 2 akan di geser sejauh 5 sebagai pembanding hasil dari jarak yang sudah terkalibrasi. ning dilakukan secara lateral degan index offset yang sudah di dapat dari perhitungan skip distance 1. Pada saat melakukan scanning perlu ditambahkan +6 sampai 12 db untuk memudahkan ) 70 (69.6 ) Middle Tabel 3.1 Hasil scanning dengan kalibrasi Location mengangkat indikasi-indikasi kecil yang berada di dalam benda uji, db yang sudah ditambahkan 6 sampai 12 db disebut db scannig. Setelah mendapatkan indikasi, maka db scanning di kembalikan lagi ke db refrensi atau db yang digunakan untuk DAC, kemudian lakukan interpratasi sesuai AWS D1.1 Class R. Untuk mengetahui panjang digunakan metode 6dB droop atau menurunkan pulsa hingga setengah dari pulsa tertinggi dengan menggeser ke kiri dan kekanan. ning dilakukan sebanyak 3 kali agar didapatkan hasil scanning yang maksimal. Plotting dilakukan untuk mengetahui lokasi dan untuk memastikan persamaan lokasi antara 60 dan 70 pada benda uji mengunakan UT plotting card dengan cara menyamakan posisi sound path, distance dan dapth sesuai yang digunakan. 3. Hasil dan Pembahasan 1. ning menggunakan % 80.4% 35 Kedua 90.2% Ketiga 83.6% interprate Pada table 3.1 merupakan hasil dari pengujian sesuai kalibrasi dengan penetapan jarak sesuai perhitungan persamaan 1 dan 2, di dapatlah hasil aktual yang digunakan ialah 69.6 dengan melakukan inspeksi atau scanning di bagian middle benda uji sebanyak 3 kali scan agar didapatkan hasil yang maksimal dan diambil nilai rata-rata dari tiga kali hasil scan tersebut dengan jarak kedua ialah 35.52, maka ditemukan cacat dengan lokasi cacat tersebut ialah, sound path (SA) 41.85, distance (PA) 27.38, dapth (DA) 14.32, dengan panjang cacat 35.63,dan tinggi amplitudo atau pulse yang di hasilkan ialah 83.6%, berdasarkan standar AWS D1.1 class R, nilai amplitudo diatas atau sama dengan 80% maka dilakukan evaluasi atau diperhatikan. Selain itu setelah dilakukan plotting diketahui bahwa nilai sound path, distance dan depth menunjukkan lokasi yang berada di dalam welding sesuai dengan aktual yang berada di benda uji.

5 ) 70 (69.6 ) Middle Tabel 3.2 Hasil scan dengan pergeseran 2 sebanyak 5 Location % 80% Kedua % Ketiga 75.8% - Tabel 3.2 menunjukkan hasil dari pergeseran 2 juga berubah, oleh karna itu pulsa yang di hasilkan sebanyak 5 ke belakang dari menjadi lebih kecil dari DAC yang teleh di buat, berdasarkan dengan melakukan scanning di bagian standar AWS D1.1 class R, nilai amplitudo dibawah midlle pada benda uji. ning di bagian middle 80% maka pulse tersebut di abaikan. Hal ini juga benda uji sebanyak 3 kali scan agar di dapatkan hasil mempengarui pembacaan panjang serta tidak yang maksimal dan diambil nilai rata-rata dari tiga sesuai dengan panjang yang sesungguhnya dan kali hasil scan tersebut, dari hasil pergeseran tersebut pada saat di plotting nilai sound path, distance dan maka secara otomatis sound path, distance dan dapth depth tidak menunjukkan lokasi. Tabel 3.3 Hasil scan 70 dengan pergeseran 2 sebanyak 10 ) 70 (69.6 ) Middle Location % 70.4% Kedua % Ketiga 71.9% - Tabel 3.3 menunjukkan hasil dari pergeseran 2 sebanyak 5 ke belakang dari menjadi dengan melakukan scanning di bagian midlle pada benda uji. scanning di bagian middle benda uji sebanyak 3 kali scan agar di dapatkan hasil yang maksimal dan diambil nilai rata-rata dari tiga kali hasil scan tersebut, dari hasil pergeseran tersebut maka secara otomatis sound path, distance dan dapth juga berubah, oleh karna itu pulsa yang di hasilkan lebih kecil dari DAC yang teleh di buat, berdasarkan standar AWS D1.1 class R, nilai amplitudo dibawah 80% maka pulse tersebut di abaikan. Hal ini juga mempengarui pembacaan panjang serta tidak sesuai dengan panjang yang sesungguhnya dan pada saat di plotting nilai sound path, distance dam depth tidak menunjukkan lokasi.

6 Gambar 10 : hasil scan kalibrasi Gambar 11 : hasil scan 2 mundur 5 Gambar 12 : hasil scan 2 mundur ning menggunakan 60 Tabel 3.4 Hasil scanning dengan kalibrasi Location ) 60 Middle % 80.0% Kedua % Ketiga 80.6% Interprate Pada table 3.4 merupakan hasil dari pengujian sesuai (PA) 10.14, dapth (DA) 13.94, dengan kalibrasi dengan penetapan jarak sesuai panjang cacat 35.63,dan tinggi amplitudo atau perhitungan persamaan 3 dan 4, di dapatlah hasil pulse yang di hasilkan ialah 80.6%, berdasarkan aktual yang digunakan ialah 60 dengan standar AWS D1.1 class R, nilai amplitudo diatas atau melakukan inspeksi atau scanning di bagian middle sama dengan 80% maka dilakukan evaluasi atau benda uji sebanyak 3 kali scan agar di dapatkan hasil diperhatikan. Selain itu setelah dilakukan plotting yang maksimal dan diambil nilai rata-rata dari tiga diketahui bahwa nilai sound path, distance dan depth kali hasil scan tersebut dengan jarak kedua ialah menunjukkan lokasi yang berada di dalam 33.85, maka ditemukan cacat dengan lokasi cacat welding sesuai dengan aktual yang berada di tersebut ialah, sound path (SA) 27.83,distance benda uji. Tabel 3.5 Hasil scan dengan pergeseran 2 sebanyak 5 ) 60 Middle Location % 60.2% Kedua % Ketiga 70.9% -

7 Tabel 3.5 menunjukkan hasil dari pergeseran 2 juga berubah, oleh karna itu pulsa yang di hasilkan sebanyak 5 ke belakang dari menjadi lebih kecil dari DAC yang teleh di buat, berdasarkan dengan melakukan scanning di bagian standar AWS D1.1 class R, nilai amplitudo dibawah midlle pada benda uji. scanning di bagian middle 80% maka pulse tersebut di abaikan. Hal ini juga benda uji sebanyak 3 kali scan agar di dapatkan hasil mempengarui pembacaan panjang serta tidak yang maksimal dan diambil nilai rata-rata dari tiga sesuai dengan panjang yang sesungguhnya dan kali hasil scan tersebut, dari hasil pergeseran tersebut pada saat di plotting nilai sound path, distance dam maka secara otomatis sound path, distance dan dapth depth tidak menunjukkan lokasi. Tabel 3.6 Hasil scan dengan pergeseran 2 sebanyak 10 ) 60 Middle Location % 60.2% Kedua % Ketiga 71.5% - Tabel 3.6 menunjukkan hasil dari pergeseran 2 sebanyak 5 ke belakang dari menjadi dengan melakukan scanning di bagian midlle pada benda uji. scanning di bagian middle benda uji sebanyak 3 kali scan agar di dapatkan hasil yang maksimal dan diambil nilai rata-rata dari tiga kali hasil scan tersebut, dari hasil pergeseran tersebut maka secara otomatis sound path, distance dan dapth juga berubah, oleh karna itu pulsa yang di hasilkan lebih kecil dari DAC yang teleh di buat, berdasarkan standar AWS D1.1 class R, nilai amplitudo dibawah 80% maka pulse tersebut di abaikan. Hal ini juga mempengarui pembacaan panjang serta tidak sesuai dengan panjang yang sesungguhnya dan pada saat di plotting nilai sound path, distance dan depth tidak menunjukkan lokasi. Gambar 13 : hasil scan kalibrasi Gambar 14 : hasil scan 2 mundur 5 Gambar 15 : hasil scan 2 mundur Kesimpulan Pada metode tandem teknik posisi mempengaruhi besarnya nilai pulse hasil respon pada kurva DAC. Ketika dilakukan pergeseran 5 dan 10 terhadap posisi kalibrasi, maka pulse tidak memenuhi standar AWS D1.1 class R dan lokasi tidak sesuai pada saat dilakukan plotting. Daftar Pustaka [1]. Michael, B. (2002), Basic Prinsiples of Ultrasonic Testing Krautkramer Ultrasonic System, Agfa NDT GmbH, Hürth,Germany. [2]. NDT (2000). Nondestructive material testing with ultrasonics. Intruduction to the basic principles. [3]. IAEA, Ultrasonic testing of materials AT level 2, Vienna : International atomic energy agency. [4]. R.V. Murphy (1987). Ultrasonic -sizing using decibel drop methods volume 1, Ottawa,Canada.

8