METODA UJI TANPA RUSAK ( UTR ) UMUM : Uji tanpa Rusak UTR UTR : Metoda fisis untuk menentukan kondisibahan tanpa merusak bahan. Pengujian karakteristik bahan dilakukan secara tidak langsung, tetapi melalui karakteristik yang dapat dihubungkan dengan kondisi yang sebenarnya. KEUNTUNGAN UTR : • Tidak merusak bahan • Dilakukan dilapangan (dilokasi alat / bahan) • Dapat dilakukan pada bahan sebanyak yang diinginkan, disesuaikan dengan kondisi dengan bahan yang akan diuji. BEBERAPA UJI TIDAK MERUSAK • Uji Visual (VT) • Uji Liquid Penetrant (PT) • Uji Magnetik Partikel (MT) • Uji Ultrasonik ( UT ) • Uji Radiography ( RT ) • Uji Edy Current (ET) • Uji Acustic Emision (AE) • Uji Leak ( Kebocoran ) • Uji Analisa Komposisi kimia • Uji Kekerasan • Uj Ketebalan bahan. Dll METODA : UJI ULTRASONIK METODA ULTRASONIK 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
METODA UJI TANPA RUSAK ( UTR )
UMUM :
Uji tanpa Rusak UTR
UTR : Metoda fisis untuk menentukan kondisibahan tanpa merusak bahan.
Pengujian karakteristik bahan dilakukan secara tidak langsung, tetapi melalui
karakteristik yang dapat dihubungkan dengan kondisi yang sebenarnya.
KEUNTUNGAN UTR :
• Tidak merusak bahan
• Dilakukan dilapangan (dilokasi alat / bahan)
• Dapat dilakukan pada bahan sebanyak yang diinginkan, disesuaikan dengan
kondisi dengan bahan yang akan diuji.
BEBERAPA UJI TIDAK MERUSAK
• Uji Visual (VT)
• Uji Liquid Penetrant (PT)
• Uji Magnetik Partikel (MT)
• Uji Ultrasonik ( UT )
• Uji Radiography ( RT )
• Uji Edy Current (ET)
• Uji Acustic Emision (AE)
• Uji Leak ( Kebocoran )
• Uji Analisa Komposisi kimia
• Uji Kekerasan
• Uj Ketebalan bahan. Dll
METODA : UJI ULTRASONIK
METODA ULTRASONIK 1
Gelombang Ultrasonik berfrekuensi tinggi (1 MHz s/d 10 MHz)
ditembuskan kedalam bahan. Dalam penjalarannya didalam bahan, gelombang
ultrasonik akan memantul setiap kali menjumpai bidang pantul (termasuk cacat),
gelombang pantul dapat diterima oleh probe, maka indikasinya dapat diamati
melalui layar CRT (Cathode Ray Tube). Melalui indikasi yang muncul pada CRT
lalu dianalisa untuk mengetahui cacat bahan, untuk mendapatkan cacat seakurat
mungkin, dalam scaning disediakan probe dengan berbagai jenis probe ( dimensi,
frequency dan berbagai sudut probe ).
DASAR-DASAR ULTRASONIK
Gelombang Ultrasonik adalah gelombang mekanik seperti gelombang suara
yang frekuensinya > 20 KHz. Gelombang ini dapat dihasilkan oleh probe yang
bekerja berdasarkan perubahan energi listrik menjadi energi mekanik dan
sebaliknya, selama perambatanya didalam material dipengaruhi oleh sifat-sifat
bahan, misalnya: Massa jenis, homoginitas, besar butir kekerasan dan lain-lain.
Gelombang ultrasonic ini dapat dipakai untuk mengetahui tebal bahan, dan ada
tidaknya cacat didalam bahan.
Gelombang ultrasonic dapat dipantulkan dan dibiaskan oleh permukaan
batas antara dua bahan yang berbeda, dari sifat pantulan pantulan tersebut dapat
ditentukan: tebal bahan, lokasi cacat & ukuran cacat, yang tegak lurus terhadap
arah rambatan gelombang. Dengan menggunakan teknik gema, cacat yang
letaknya agak jauh dari permukaan akan lebih mudah dideteksi, sedangkan yang
sangat dekat dengan permukaan lebih sukar diperiksa. Untuk mendeteksi cacat
lebih akurat dibuatkan probe sudut yang arah rambatannya membuat sudut tertentu.
Dalam penggunaannya probe dikontakan langsung pada benda uji melalui
kuplan yang sangat tipis disebut teknik kontak lansung, dapat pula dilakukan
teknik rendam (Immersion).
METODA ULTRASONIK 2
Ukuran cacat tidak dapat ditentukan dengan tepat karena hanya permukaan
yang tegak lurus terhadap arah rambatan saja yang dapat terdeteksi, penentuan
ukuran cacat dapat dilakukan dengan cara membandingkan amplitudo gelombang
pantul dari cacat tersebut terhadap cacat refrensi. Misal: Cacat refrensi berbentuk
silinder atau berbentuk lingkaran datar yang bidangnya tegak lurus terhadap arah
rambatan gelombang.
PRINSIP DASAR UJI ULTRASONIK.
Untuk memeriksa tebal bahan atau cacat didalam suatu bahan dapat
dilakukan dengan tiga cara yaitu:
Teknik Resonasi
Tekni Transmisi
Teknik Gema
Teknik gema dengan kontak langsung paling banyak digunakan baik pengujian di
laboratorium ataupun di lapangan.
TEKNIK RESONA NSI.
Tebal bahan dapat di ukur dengan cara mengukur frekuensi / panjang
gelombang ultrasonic yang dapat menimbulkan Resonansi Maximum pada bahan
tersebut. Adanya cacat dapat dideteksi dengan terjadinya perubahan resonansi,
karena jarak bahan yang beresonansi berubah.
METODA ULTRASONIK 3
SIGNALAMPLIFIER
HIGH FREKUENSIGENERATOR
WITH VARIABLE FCRT
SWEEP VOLTAGEGENERATOR
BENDA UJI
Probe
TEKNIK TRA NSMISI.
Adanya cacat didalam bahan dapat diketahui dari adanya penurunan
intensitas gelombang ultrasonic yang diterima oleh probe penerima, sedangkan
tebal bahan tidak digunakan untuk pengujian dengan teknik ini.
TEKNIK GEMA
Tebal bahan, lokasi dan besarnya cacat dapat diketahui dari waktu rambat
dan amplitudo gelombang yang diterima oleh probe.
METODA ULTRASONIK 4
100
100
100 4.55
High FrekuensiGenerator
AMPLIFIER
TRANSMITING PROBE RECEIVING
PROBE
Standar uji
40 % Intensity
0 100
50
100 % Intensity
0100
50
AMPLIFIER
Benda Uji
CACAt
GELOMBANG ULTRASONIK.
Di alam ini dikenal bermacam-macam gelombang, misal :
• Gelombang Elektromagnetik (gel radio, cahaya, sinar x, γ dsb)
• Gelombang listrik (arus listrik).
• Gelombang Mekanik (suara, musik)
Gelombang UT adalah gelombang Mekanik seperti suara yang frekuensinya
> 20k.Hz, gelombang ini mempunyai besaran- besaran fisis seperti :
Panjang gelombang (λ), Kecepatan rambat (V), waktu gatar (T), Amplitudo (A).
Frekuensi (F), Soun Path = (S), Koefisien Refleksi material = ( r ), Intensitas
gelombang = ( I ), Factor atenuasi material = (μ) dsb.
Formula yang berlaku bagi gelombang suara berlaku pula bagi gelombang UT,
missal:
λ = F
V S = v . t
Sin α / Sin β = V1 / V2 ......... (Sinellius)
I1 / I2 = r22 / r1
2 ………. ….. (Last sguer law)
It = I0 . e-μ.t ……………… .(Attenuation)
Hukum seperti :
Hamburan, Difraksi, Dispersi dan hukum gelombang lainnya berlaku pula
bagi gelombang ultrasonik. Untuk bahasan selanjutnya diutamakan perhitungan
jarak. Panjang gelombang, pantulan dan Pembiasan.
METODA ULTRASONIK 5
Dalam perambatan pada bahan yang sama V dan F dianggap tetap (konstan).
Dalam berbagai bahan F selalu dianggap tetap, kecepatan rambat bahan (V)
merambat tergantung pada jenis bahan dan mode gelombang. Frekuensi yang
sering digunakan untuk Uji Tanpa Rusak umumnya antara 250 KHZ →15MHZ,
untuk pemeriksaan las digunakan F 2 MHZ → 4 MHZ.
CARA PERAMBATAN GELOMBANG.
Untuk menggambarkan cara merambatnya gelombang Ultrasonik pada
bahan, digambarkan sebagai atom yang saling terikat melalui pegas.
METODA ULTRASONIK 6
atom
pegas
ForceDIRECTION OF PROPAGATION DIRECTION OF PROPAGATION
MODE / GELOMBANG
Dari cara bergetar dan perambatanya, gelombang Ultrasonik dapat menjalar
didalam bahan dengan berbagai mode.
MODE LONGITUDINAL :
Mode longitudinal terjadi bila gelombang Ultrasonik merambat pada suatu
arah sejajar gerakan atom yang digetarkan. Gelombang long (longitudinal /
pressure wave), dapat merambat pada semua bahan (gas, cair, padat)
MODE TRANSVERSAL .
Mode transversal terjadi bila gelombang UT merambat pada arah tegak lurus
pada arah gerakan atom yang digetarkan.
Gelombang transversal / Shear wave hanya dapat merambat pada benda padat.
METODA ULTRASONIK 7
V
λ
F
λ V
FV
T
F
λ
F
VλDIRECTION OF PROPAGATION DIRECTION OF PROPAGATION
MODE PERMUKAAN.
Mode permukaan terjadi bila gel UT transversal merambat pada permukaan,
gerakan atom berbentuk ELLIPS (Surface Releigh wave).
Hanya merambat pada permukaan bahan benda padat pada kedalaman max 1 λ.
MODE PELAT .
Mode pelat terjadi bila gel Longitudinal merambat pada bahan plat tipis
yang tebalnya kurang dari ½ λ. gerakan atom yang bergetar berbentuk ELLIPS.
Gel plat / lamb wave merambat pada seluruh benda uji plat tipis, berbentuk
simetris atau asimetris.
SYMETRICAL ASYMETRICAL
PLATE WAVES
METODA ULTRASONIK 8
2 W2 – W1 W1 + W2
Tranducer
Test specimen
Discontinuity (Crack)
Particle motion
Direction of propagation
particleMedium Surface
THIN SHEET (PLATE)
DIRECTION OF PROPAGATION DIRECTION OF PROPAGATION
PERUBAHAN MODE.
Gelombang UT yang merambat dalam suatu bahan, dapat berubah mode,
dari satu mode ke mode lain. perubahan ini terjadi misalnya karena : PANTULAN
atau PEMBIASAN. Mode berubah kecepatan rambat berubah, sedangkan F tetap
akibatnya λ berubah.
KEMAMPUAN DETEKSI.
Cacat terkecil yang dapat dideteksi oleh gelombang ultrasonik adalah :
KECEPATAN RAMBAT DAN PANJANG GELOMBANG.
Kecepatan rambat (v) gelombang Ultrasonik dalam suatu bahan tergantung
pada jenis bahan yang dilalui oleh mode gelombang tersebut.
Gelombang Longitudinal (VL) :
VL =
Gelombang Transversal. (VT).
VT =
Dimana : E = Modulus elastisitas
ρ = Massa Jenis
τ = Rasio Posion
VL dan VT, sudah dihitung / tersedia pada tabel untuk berbagai jenis material.
METODA ULTRASONIK 9
2 W2 – W1 W1 + W2
Ǿ min = 1/2 λ
E 1 - τ ρ (1+ τ) (1-2τ)
E 1
ρ 2 (1+ τ)
=
Untuk mode pelat kecepatan rambat tidak hanya tergantung pada jenis bahan.
Tetapi tergantung pula pada tebal bahan & frekuensinya → untuk itu sulit
dirumuskan.
Missal bila F diketahui maka λ dapat dihitung.
TRANSMISI & PANTULAN PADA PERMUKAAN YANG TEGAK LURUS
PADA ARAH RAMBATAN.
Bila gelombang ultrasonik menjalar dari bahan I ke bahan II tegak lurus pada
permukaan batas ke II bahan tersebut, maka sebagian gelombang akan diteruskan
sedangkan sebagian lagi dipantulkan.
Intensitas yang diteruskan / dipantulkan tergantung pada koefisien transmisi /
refleksinya.
W1 = ρ 1 . V1
W2 = ρ 2 . V2
Dimana : R = Koefisien Refleksi
D = Koefisien Transmisi
W = Impendansi Akustik
ρ = Massa Jenis
V = Kecepatan Rambat
Besarnya impendansi akustik dan kecepatan rambat tidak usah dihitung tinggal
lihat ditabel.
METODA ULTRASONIK 10
D = I – R .2 W2 – W1 W1 + W2
R =
=
R =
2 2 46,5 – 1,5 45 46,5 + 1,5 48
Misal : Bahan 1 Oli → W = 1,5 . 10 kg / m2s
Bahan 2 Baja → W = 46,5 . 10 kg / m2s
D = 1 – 0,88 = 0,12 atau 12%
Ini berarti bahwa 88% dari gelombang yang datang dari oli akan dipantulkan
kembali oleh permukaan baja, dan hanya 12% yang diteruskan kedalam baja,
sebaliknya bila gelombang datang dari baja, maka 88% akan dipantulkan kembali
oleh permukaan baja dan hanya 12% saja yang diteruskan ke dalam oli.
ATENUANSI.
Dalam perambatannya gelombang ultrasonik juga mengalami pengurangan
intensitas, baik karena PENYEBARAN, ABSORSI, maupun HAMBURAN oleh
butiran, juga dipengaruhi oleh frequensi yang melalui bahan tersebut.
Rumus atenuasi :
Dimana : Io = Intensitas mula-mula
It = Intensitas setelah melalui tebal t
γ = Koefisien atenuasi
METODA ULTRASONIK 11
It = I0 . e – γ t
R = =
= 0, 88 atau 88%
2
I0 It
t
Pengurangan amplitudo sebagai akibat atenuasi untuk berbagai harga γ dapat
ditunjukan dalam tabel. Harga γ untuk baja dan Al bila frekuensi gelombang 2
MHz adalah 10 x 10-3 dB/mm sedangkan untuk besi 100 x 10-3 dB/mm.
dB (decibel) adalah satuan tingkat kekuatan gelombang dan didefinisikan sbb :
Oleh karena itu besi tuang lebih banyak mengatenuasi gel ultrasonic dibanding
dengan baja ( Al ), terutama bila digunakan F yang lebih tinggi. Karena ukuran
butiranya lebih besar, ukuran butir yang lebih besar akan banyak menghamburkan
gelombang kearah lain.
PANTULAN DAN PEMBIASAN.
Gelombang ultrasonik yang datang pada permukaan batas akan dipantulkan &
dibiaskan mengikuti hukum snellius.
METODA ULTRASONIK 12
dB = -20 log
αT
αL
βL
βT
LT
L
L
T
V1V2Material 1 = Material 2 =
=Material 1 = V1
α
β T
T
L T
Misal : Gelombang datang dari perspeks dengan sudut datang 100, masuk kedalam
baja.
Perspeks = V1 L = 2,73 x 103 m/s, V1 T = 1,43 x 103 m/s
Baja = V2 L = 5,9 x 103 m/s, V2 T = 3,23 x 103 m/s
Analisa Bidang Pantul :
Gel Long → = = 1 → αL = α = 100
Gel Transv→ = → Sin αT = . Sin 100
= . 0,174 = 0,0909
αT = 5,220
Analisa Bidang Bias :
Gel Long → = → L = = 0
= . 0,174 = 0,376 βL = 22, 090
Gel Transv→ = → Sin βT = . Sin 100
= . 0,174 = 0,20 βT = 11,880 = 120
Bila sudut datang diperbesar maka pada suatu posisi α tertentu akan menyebabkan
βL = membentuk sudut 900
Artinya gelombang longitudinal yang dibiaskan merambat pada permukaan batas
(α k1) disebut sudut kritis I contoh diatas.
METODA ULTRASONIK 13
0
-10
-20
310
15
β T
T
L T
Signal Am
plitude
Sin α k1 / Sin βL = V1 L / V2 L → Sin α k1 = (2,73 / 5,9) x Sin 900
Sin α k1 = 0,463 → α k1 27,560 = 280
Bila sudut datang lebih besar dari 280 maka seluruh gelombang longitudinal akan
dipantulkan kembali ke perspek & didalam baja hanya merambat gelombang
transversal saja.
Bila sudut datang terus diperbesar maka pada suatu posisi tertentu βT = 900 →
artinya gelombang transversal merambat pada permukaan batas, kondisi ini disebut
sudut kritis ke II. (α k2), kondisi ini menghasilkan gelombang permukaan.
Sin α k2 / Sin βT = V1 L / V2 T → Sin α k2 = (2,73 / 3,23) x Sin 900
Sin α k2 = 0,845 → α k2 = 57,690 = 580
Sudut kritis I. Sudut kritis II.
Bila sudut datang diperbesar terus, gelombang transversal & longitudinal
dipantulkan seluruhnya dan pada sudut datang 65 0 terjadi gelombang permukaan
murni.
PENGARUH KUPLAN.
Fungsi Kuplan yaitu untuk memudahkan merambatnya gelombang dari
probe kedalam benda uji, karena apabila antara probe dan benda uji terdapat udara
METODA ULTRASONIK 14
0
-10
-20
∆ H
310
15
β
V1
V2
T
βL
T
Lα k1 α k
2
T
LV1
V2 βT
Signal Am
plitude
maka hampir 100 % gelombang akan dipantulkan kembali kedalam probe. Pada
teknik kontak langsung, bila permukaan halus lapisan kuplan sangat tipis tidak
mempengaruhi arah rambatan tapi mempengaruhi amplitudo dari indikasi yang
timbul pada layar, maka dari itu untuk pengukuran besarnya cacat tekanan yang
diberikan ke dalam probe diusahakan konstan.
Oli adalah kuplan yang cukup baik, tetapi ada yang lebih baik daripada oli yaitu
Gliserin, selain itu juga ada yang dapat digunakan sebagai kuplan diantarnya :
elmulsi air, air, stempet, kanji dan lain sebagainya. Dalam aflikasinya kuplan
disesuaikan dengan benda uji.
Surface Roughness ( µm)
Surface Roughness, Type of Couplant
and Signal Amplitude
Beam Path distance (mm).
METODA ULTRASONIK 15
0
-10
-20
F = 5 M.H.Zsize 10 x10
Am
plit
udo
Tra
nsm
itte
d (d
b)
∆ H
310
15
Signal Am
plitude
0 50 100 150 200
Glycerine 100 %
glycerine 50% + water
glycerine 25% + water
water
Oil
Steel 30
B
Attenuation Beam Spread
Beam Path Distanc
ATTENNUATION DUE TO BEAM SPREAD & SCATTERING
ATTENUATION DURING TRANSMISION.
SUMBER DAN PENERIMA GELOMBANG
Suara dapat ditimbulkan melalui berbagai cara. Misalnya mekanik
(memukul, memetik) atau dengan cara elektronik melalui transduser (pengeras
METODA ULTRASONIK 16
Am
plit
udo
Tra
nsm
itte
d (d
b)
(A)
(B)
∆ H
HB1
HB2
0 T 2T
Scattering∆ HS
Beam Spread∆ HBS
Beam Spread
Scattering
EC
HO
SIG
NA
L H
EIG
HT
(D
B)
Attenuation by beam spread
Transfer Loss
Attenuation by Scattering
Reflection Loss
S
D
suara) dsb. Gelombang ultrasonik dapat ditimbulkan oleh perubahan energi listrik
ke energi mekanik dari transduser yang disebut PROBE, melalui efek
PIEZOELEKTRIC dan MAKNETROSTRIKTIF. Kedua efek ini reversible dapat
terjadi dari listrik ke mekanik dan sebaliknya, karena sifat reversible maka probe
dapat berfungsi sebagai sumber dan penerima gelombang ultrasonik.
EFEK PIEZOELEKTRIK.
Efek ini terjadi pada kristal bahan tertentu seperti barium titanat, kuarsa dsb.
Bila kristal menerima tegangan listrik, dimensi kristal akan berubah, dan apabila
aliran listrik dimatikan maka dimensi kristal akan kembali ke dimensi semula dan
terjadi getaran.
Bila kristal ditempatkan pada benda lain maka getaran akan diteruskan dan
merambat kedalam benda uji. makin tinggi tegangan yang diberikan pada kristal
amplitude getaran makin besar. Frekuensi getaran tergantung pada dimensi kristal
METODA ULTRASONIK 17
Am
plit
udo
Tra
nsm
itte
d (d
b)
+ m v.+
piezoelectric, makin tipis ( tebal kristal ) maka frekuensi yang timbul makin
BESAR. Sebagai contoh : tebal kristal 1mm untuk barium titanate dapat
menghasilkan gelombang ultrasonic 2,2 MHz. Kristal piezoelectric dengan kontak
listriknya diberi wadah keseluruhanya disebut probe.
PROBE : Kristal tunggal → Probe tunggal
Kristal ganda → Probe kembar / ganda
Bila bidang permukaan Kristal sejajar dengan bidang permukaa probe → disebut
probe NORMAL, gelombang yang keluar adalah gelombang LONGITUDINAL &
arah rambatannya tegak lurus terhadap permukaan probe.
Bila bidang permukaan tidak sejajar antara kristal dengan permukaan probe.
disebut probe SUDUT gelombang yang masuk kebenda uji adalah
gelombang TRANSVERSAL dan membentuk sudut tertentu misalnya sudut 450,
sudut 600, Sudut, 700.
jadi ada 4 macam probe :
• Probe Normal tunggal
• Probe Normal kembar (TR).
• Probe sudut tuggal
• Probe sudut kembar
Dan probe sudut UNIVERSAL.
METODA ULTRASONIK 18
kristal
couplant
Benda UjiBenda Uji
couplant
kristal
N
EPEK MAKNETOSTRIKTIF.
Beberapa macam bahan seperti : Baja, ferrit, nikel dan paduaanya dapat
berubah dimensainya bila berada dalam magnet yang kuat. Bahan ini mempunyai
sifat effek maknetostriktif, medan magnet yang timbul dari kumparan yang dilalui
arus listrik.
Bahan ini akan berubah dimensinya bila arus listrik dihentikan dan kembali
ke semula dan bergetar, menimbulkan getaran UT. Juga sebaliknya gel UT datang
pada bahan. Dalam bahan akan terjadi medan magnet, menginduksi kumparan
sehingga terjadi tegangan listrik.
Medan magnet ini menginduksi kumparan sehingga terjadi tegangan listrik
yang selanjutrnya diperkuat untuk penditeksian.
Untuk mengurangi panas sebagai akibat arus yang timbul pada bahan
maknetostriktif, bahan ini dibuat berlapis-lapis seperti inti transformator. Bahan
maknetostriktif juga mempunyai sipat reversible.
GEOMETRI GELOMBANG.
METODA ULTRASONIK 19
λ = Sin γ = 1,22 S
N
Seperti pada gelombang suara , gelombang UT yang keluar dari probe dan
merambat pada benda uji , membentuk pola penyebaran 3 dimensi ke semua arah.
Intensitas maximum terjadi pada arah sumbu kristal piezoeleotrik (central beam).
Meskipun menyebar ke semua arah, dalam akustik di tetapkan batas-batas
intensitas dimana gelombang masih dapat dimanfaatkan untuk pengukuran yaitu
10% (-20 dB), terhadap intensitas maximum (central beam) pada setiap penampang
lintang.
Didaerah medan dekat N gel merambat secara silindris (tidak menyebar), arah dan
intensitas gel tidak teratur, daerah ini pengukuran tidak teliti.
Didaerah medan jauh (F), gel menyebar secara konis, arah dan intensitas gel
teratur, pengukuran lebih teliti.
.
Formula lain
METODA ULTRASONIK 20
λ = Sin γ = 1,22 S
Sin γ = V / D.FN = D2 F / 4V
Sudut penyebaran (γ)Medan dekat (N)
Dead zone 10% ~ -20 dB
N
Central beam100% ~ 0 dB
10 % ~ -20 dB
F
γD
T
CRT
Dimana : N = Medan dekat
D = diameter off kristal
f = frekuensi
V = kecepatan rambat
λ = panjang gelombang
Jadi terlihat
N makin besar bila D dan f besar, dan sebaliknya
γ makin besar bila D dan f kecil, dan sebaliknya
Hal ini dapat dipakai sebagai bahan pertimbangan dalam melakukan pengukuran.
Pengukuran bahan tipis dapat dilakukan dengan probe yang diameternya kecil
sehingga N kecil atau dengan probe kembar / ganda.
Untuk benda tebal dapat dilakukan denganmenggunakan probe yang diameternya
besar, sehingga intensitasnya semakin kecentral beam, penetrasi gelombang
semakin baik walaupun, N semakin besar. Untuk itu dalam penggunaan probe,
factor diatas harus diperhatikan.
METODA ULTRASONIK 21
λ = Sin γ = 1,22 S Sin γ = 1,22 V / D.F
CRT
PESAWAT ULTRASONIK.
Prinsip pesawat UT tergantung pada tehnik yang digunakan. peralatan untuk tehnik
resonansi berbeda dengan. Peralatan untuk tehnik gema / transmisi.
Diagram dibawah ini rangkaian yang biasa digunakan untuk tehnik gema.
Pesawat ini pengukuran yang dilakukan berdasarkan pada pengukuran waktu dan
tegangan.
Pengukuran waktu yang dilakukan melalui skala horizontal diterjemahkan untuk
pengukuran jarak (s) sedangkan pengukuran tegangan untuk skala vertikal adalah
untuk mengetahui besarnya cacat skala horizontal dan vertical ini harus linier, agar
hasil pemeriksaan menjadi akurat / teliti.
METODA ULTRASONIK 22
Acceiver
Amplipier
Sweep
Timer
Transmitter
Test piece
S = V . tProbe
CRT
METODA ULTRASONIK 23
METODA ULTRASONIK 24
3
CARA BEKERJA PESAWAT :
METODA ULTRASONIK 25
3
0
Secara simgkat pesawat UT bekerja sebagai berikut :
Layar merupakan bagian depan dari suatu tabung hampa, bagian dalam layar
dilapisi zat fluresen yang dapat menyala terang bila tertembak electron, electron
berasal dari sumber yang terletak dibagian belakang tabung hampa.
Antara sumber electron dan layar terdapat lempeng vertikal dan horizontal dan
pengaturan focus. Lempeng mempengaruhi gerakan horizontal, juga lempeng
horizontal mempengaruhi gerakan vertical dari sinar electron dalam perjalanan
menuju layar.
Berkas electron yang terfocus mengenai layar menimbulkan bintik yang
menyala. Bila lempeng A,B,C,D tidak diberi tegangan maka sinar electron akan
jatuh ditengah layar bintik nyala.
Bila lempeng A lebih positip dari pada B, bintik nyala akan berpindah ke
titik 1, besarnya perpindahan tergantung besarnya beda tegangan antara lempeng A
& B dan apabila lempeng B lebih positip bintik nyala akan berpindah ke titik 2,
demikian pula dengan lempeng C dan D.
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 kearah skala 10 dan bila tegangan D
dihilangkan maka bintik nyala kembali ke O.
METODA ULTRASONIK 26
0 10Tabung hampa CRT
A
B
D
C
..
.. 3 4
2
1.
000
Jarak
Untuk pengaturan selanjutnya diatur dengan mengatur tombol-tombol
range / time base skala horizontal dan vertical.
Dengan mengatur tombol, kecepatan garakan bintik nyala dari skala O ke
10 dapat disesuaikan dengan kecepatan gerakan gelombang ultrasonik didalam
benda uji hal ini dilakukan pada waktu kaibrasi jarak.
Probe mempunyai hubungan langsung dengan pemancar juga melalui
lempeng A melalui penguat pada saat pemancar memberikan tegangan pada kristal.
Kristal mulai bergetar mengeluarkan gelombang ultrasonik, sehingga pada layar
akan terjadi penyimpangan bintik nyala kearah vertical dan menghasilkan pulsa
awal.
Bila gelombang ultrasonik dipantulkan kembali dan ditangkap oleh probe
maka pada saat penerimaan gelombang ini, bintik nyala ini juga akan menyimpang
vertikal menghasilkan indikasi.
METODA ULTRASONIK 27
0 t2 t1 2t2 3t2 2t1 t3tt
Jarak
Makin besar kekuatan gel pantulan, makin tinggi amplitudo yang terjadi pada
layar, dari lokasi indikasi yang terjadi, dapat diketahui lokasi dari permukaan
pemantul /cacat.
Pulsa awal merupakan petunjuk, bahwa gelombang mulai dipancarkan,
mempunyai lebar tertentu, dimana pada daerah selebar pulsa tersebut. Pengamatan
pantulan gel tidak dapat dilakukan daerah ini disebut Dead zone.
DISPLAY HASIL PENGUKURAN .
Salah satu jenis pesawat ultrasonik menggunakan layar sebagai display,
dimana indikasi yang timbul akibat pantulan gelombang dapat memberikan
informasi tentang jarak / lokasi permukaan pantulan (skala horizontal) dan
amplitudo (skala vertical), presentasi ini disebut SCAN –A.
Dari presentsi scan –A dapat digabungkan dengan system lain yang dapat
menggambarkan letak cacat pada suatu penampang lintang dari benda uji yang
diperiksa, presentasi ini disebut SCAN-B.
Bila scan –A digabungkan dengan posisi probe diseluruh permukaan benda uji
maka diperoleh lokasi cacat dilihat dari permukaan atas presentasi ini disebut
SCAN-C.
Display digital dilakukan dengan mengambil dasar seperti pada SCAN-A,
hanya jarak yang dapat Dipersentasikan misalnya Thicknees meter.
METODA ULTRASONIK 28
Scan -C
Scan - B
tc
tc
t
SCAN - A
0 5 1011
Jarak
FUNGSI TOMBOL.
Fungsi tombol pada umumnya sama meskipun berbeda pembuatnya.
METODA ULTRASONIK 29
Fungsi tombol yang penting adalah :
1. Tombol nyala / mati.
2. Tombol gain.
• Tombol gain kasar perubahan 20 dB.
• Tombol gain halus perubahan 2 dB (< 2 dB).
3. Tombol supresi untuk membatasi atau menghilangkan gangguan (noise).
4. Tombol fungsi untuk memilih jenis probe
5. Tombol range ( daerah ukur / time base ).
6. Tombol penggeser pulsa ( delay line ).
7. Tombol pulsa monitor untuk memunculkan atau menghilangkan pulsa
monitor pada layar / dari layar.
8. Tombol pengatur lebar atau lokasi pulsa monitor.
9. Tombol pengatur focus, untuk mempertajam garis / titik nyala.
10.Tombol pengatur batas daerah ukur yang diperiksa untuk analisa cacat.
11.Tombol pengatur suara apabila di stel kemungkinan terjadinya cacat /
pantulan yang terdeteksi.
12. Tombol pengatur lebar pulsa.
13. Tombol untuk charger
14.Tombol untuk dihubungkan dengan peralatan lain
METODA ULTRASONIK 30
KLIBRASI.
KALIBRASI JARAK PROBE NORMAL TUNGGAL
METODA ULTRASONIK 31
100
Kalibrasi dimaksudkan untuk menyesuaikan skala pada layar misal 0 – 10.
Dengan jangkauan dari gelombang ultrasonic dalam benda uji / blok kalibrasi.
Gelombang yang merambat didalam benda uji / blok kalibrasi adalah gelombang
longitudinal sebelum melakukan kalibrasi jarak tempuh harus diketahui telebih
dahulu tebal benda uji yang akan diukur kira-kira tBU? Setelah itu tentukan range ?
→ R > tBU
Misal tBU = ± 90 mm → R = 100
n = stdt
R =
25
100 = 4 Indikasi pulsa
Indikasi I = R
25 × Skala layar
= 100
25 × 10 = 2,5
II = 100
252 x × 10 = 5
III = 100
253 x × 10 = 7.5
IV = 100
254 x × 10 = 10
C heck kalibrasi.
METODA ULTRASONIK 32
100
0 243
6 8 10
V1 25
Block Standar
V1
100 5
Lucite
231
t Lucite = 23 = 50 steel
I. 100
50 × 10 = 5 II.
100
502 x × 10 = 10
Check ke t = 100
100
100 × 10 = 10
Mengukur Tebal Benda U ji
KALIBRASI JARAK PROBE NORMAL
METODA ULTRASONIK 33
100 5
V1 100
tBu2
= x 100 = 60 mm60 mm
80 mm
40 mm
tBu
= x 100 = 80 mm
mmmm
0 6 10
100 5 8
tc = 4 / 10 . 100 = 40 mm
PROBE DIARAHKAN KE TEBAL 25 mm PADA V1
TEST
RANGE (mm)
INDIKASI PULSA PADA SKALA LAYAR
I II III IV V VI VII VIII IX X50 5 10100 2.5 5 7.5 10125 2 4 6 8 10150 1.66 3.33 5 6.6 8.3 10200 1.25 2.5 3.75 5 6.25 7.5 8.75 10250 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10300