ultrasonic

       I.            DEFINISI

Inspeksi ultarasonik adalah salah satu metode uji tak merusak (NDT), dimana gelombang suara dengan frekuensi tinggi dilewatkan pada material untuk mendeteksi cacat di permukaan dan di bawah permukaan (subsurface) material. Ultrasonic adalah gelombang suara dengan frekuensi 0.1 s/d 25 Mhz, frekuensi ini jauh di atas daerah pendengaran manusia.

Gambar 1.1 Ultrasonic Flaw detector TUD210

Inspeksi Ultrasonik merupakan suatu metode NDT yang sangat sensitif untuk menginspeksi part part yang terbuat dari metal, non metal, dan non magnetik. Dengan metoda ultrasonik ini, dapat diketahu/disetimasi letak dan ukuran cacat yang kecil walaupun hanya dengan satu sisi permukaan part yang dapat diakses. Kesuksesan dari suatu inspeksi ultarasonik sangat tergantung pada kondisi permukaan subjek, ukuran butir dan arah butir, dan impedansi magnetik.

Gambar 1.2 Ultrasonic Flaw detector TUD210

Inspeksi ultrasonik menggunakan energi akustik pada frekuensi yang tinggi. Energi tersebut diarahkan langsung ke spesimen yang akan diuji dan jumlah energi yang direfleksikan  atau ditransmisikan oleh spesimen dimonitor sehingga dapat diindikasikan kondisi dari spesimen yang diuji tersebut.

Gambar 1.3  Couplant

Inspeksi ultrasonic adalah salah satu metode NDT yang paling banyak digunakan untuk mendeteksi cacat internal, cacat di permukaan, untuk menentukan karaktersitik perekatan (bond characteristic), juga untuk mengukur ketebalan dan lebar korosi. Pada metoda ultrasonik ini biasanya juga digunakan couplant yaitu cairan yang berguna sebagai medium perambatan yang baik dari transducer ultrasonic dengan benda yang akan diuji. Hal ini dilakukan karena gelombang suara yang dihasilkan mempunyai sifat perambatan  yang kurang baik diudara.

    II.            PRINSIP KERJA

Ultrasonik beroperasi dengan gelombang suara yang ditransmisikan dan dipantulkan. Suatu gelombang ultrasonik berjalan dari satu medium ke medium lain harus melewati suatu permukaan atau lapisan batas. Pada permukaan ini, sebagian energi akustik dipantulkan kembali dan sisanya diserap. Jumlah dari energi yang dipantulkan tergantung dari ketidak samaan kedua media. Karena  sifat akustik udara sangat jauh berbeda denga logam, retak dan rongga memberikan persentasi refleksi yang lebih tinggi.

Gambar 2.1 Prinsip Kerja Ultrasonic testing

 III.            CARA KERJA

Langkah pertama :

Delay line

Tranducer probe

Tranducer cristal

coupler

Electrical pulse dialirkan menuju probe.

Langkah kedua :

Electrical pulse yang sudah dialirkan menuju transducer cristal, diubah menjadi gelombang suara berfrekuensi tinggi.

Langkah ketiga :

kemudian, gelombang suara dipantulkan kembali menuju transducer probe.

langkah keempat :

setelah gelombang suara dipantulkan kembali, dan diubah menjadi elektrical pulse yang kemudian diubah ke dalam sebuah grafik untuk melihat hasil pengujian pada layar Flaw detector.

Contoh :

a)      Porosity

Gambar 3.1 porositi yang terbaca pada flaw detector

Contoh adanya porosit, terlihat pada layar flaw detector  gambar diatas. Grafik berbeda dari yang awal saat lasan yang baik. Adanya Interface Echo  pada grafik diatas.

b)     Tidak ada lasan (no weld)

Interface echo

Gambar 3.2 tidak ada lasan

Pada layar flaw detector, terlihat adanya Interface Echo  dan sebuah lembah yng menurun seperti terlihat pada layar diatas. Grafik tersebut menandakan tidak adanya lasan.

c)      Lasan dibawah ukuran (undersize weld)

    Gambar 3.3 undersize weld pada benda lasan

Jika ukuran lasan yang kecil atau tidak sukup, maka akan terlihat pada grafik pada layar flaw detector adanya First Back eEcho dan Interface Echo  secara berturut turut, dapat dilihat pada gambar diatas.

d)     Lasan berbentuk batang (Stick weld)

Gambar 3.4 stick weld

Jika lasan berbentuk batang, maka pada layar flaw detector akan menunjukan grafik seperti yang terlihat pada gambar diatas. Interface Echo terlihat seperti sebuah bukit jika ditarik garis lengkung.

 IV.            KEUNGGULAN

·         Mempunyai kekuatan penetrasi yang tinggi sehingga bisa digunakan pada material dengan ketebalan sampai 6 meter.

·         Memiliki sensitivitas tinggi, sehingga bisa mendeteksi cacat yang sangat kecil

·         Memiliki akurasi yang lebih baik dari metode NDT lainnya dalam menentukan posisi, orientasi ukuran, dan bentuk cacat internal

·         Hanya membutuhkan satu permukaan yang dapat diakses

·         Tidak berbahaya bagi operator dan orang di sekitarnya

·         Bersifat portable

·         Outputnya bisa diproses dengan komputer untuk mengetahui karakteristik cacat dan untuk menentukan sifat sifat material

    V.            KETERBATASAN

—  Pengoperasian secara manual harus dilakukan  oleh teknisi yang berpengalaman

—  Pengetahuan teknik yang baik dibutuhkan untuk mengembangkan prosedur inspeksi

—  Bagian yang tidak rata, ketidakteraturan bentuk, komponen yang sangat kecil atau sangat tipis, atau yang tidak homogen sulit diinspeksi

—  Dibutuhkan couplant antara transducer ultrasonic dengan bagian yang sedang diinspeksi

—  Dibutuhkan reference standards untuk pengkalibrasian dan untuk mengetahui karakteristik cacat

 VI.            APLIKASI

      Di lokasi konstruksi, teknisi tes suatu pipa lasan untuk cacat menggunakan ultrasonik array bertahap instrumen. Pemindai, yang terdiri dari frame dengan roda magnetik, memegang probe kontak dengan pipa oleh pegas. Daerah basah adalah couplant ultrasonik yang memungkinkan suara untuk masuk ke dalam dinding pipa.

Gambar 5.1 aplikasi pengujian ultrasonik di pemipaan

Selain pada konstruksi pemipaan, pengujian ini juga dilakukan di Aeroneutika dan Indutri Otomotif.