Uji ultrasonic adalah pengujian baik pengukuran tebal maupun pendeteksian cacat internal ( flaw detection ) dengan menggunakan getaran ultra , yakni gelombang mekanis yang berfrequensi diatas 20 KHz .
Gelombang ultrasonic dihasilkan oleh suatu transducer yang biasanya bekerja berdasarkakan konversi enerji listrik ( piezo electric ) menjadi enerji mekanik .
Gelombang ultrasonic akan terdifraksi ( tersimpangkan ) sedemikian besar didalam udara sehingga untuk mendapatkan perambatan yang konsisten dari transducer kebenda uji , kedua permukaan benda yang berhimpitan ( interface ) harus diberi zat perantara yang dapat menghantarkan gelombang ultrasonic yang berupa cairan ( air , gemuk , minyak pelumas , dll ) yang disebut couplant .
Perambatan gelombang ultrasonic ini dapat dimanipulasikan untuk maksud pengukuran ketebalan bahan , bentuk dan besaran serta lokasi ketidak sesuaian / cacat internal , dan homoginitas bahan yang dilewatinya .
Seperti telah disebutkan pada halaman sebelumnya, bahwa metoda ultrasonic digunakan untuk mengidentifikasi adanya cacat di bawah permukaan komponen yang diuji, yang tidak tampak dari bagian luar permukaan. Adanya cacat di bawah permukaan suatu bidang / komponen dapat diindikasikan melalui penurunan angka ketebalan dari pada bagian yang sedang diuji, terhadap nilai normal rerata padabagian disekitarnya, atau terhadap tebal sesuai data spesifikasinya. Teknik pengujian ini, didasarkan pada teori perambatan gelombang ultrasonik, yaitu gelombang yangmemiliki frekuensi di atas 20 kHz. Secara ringkas prinsip kerjanya dijelaskansebagai berikut (Gambar 2.1):
Jarak antara IP dan BE mencerminkan waktu tempuh dari gelombang sepanjang 2 kali tebal bidang
yang diuji. Gambar 3 memperlihatkan urutan perjalanan gelombang saat masuk dan kembali. Waktu yang diperlukan untuk mencapai permukaan bagianbelakang ditunjukkan pada tampilan pertama yaitu 4 (dua skala waktu) dan untuk kembali ke permukaan bagian depan. Tampilan kedua memperlihatkan keadaansetelah kembali dimana oscilloscope menunjukkan angka 8 (4 skala). Tampilan ketiga memperlihatkan sesaat setelah gelombang menyentuh permukaan bidangdepan dipantulkan kembali kearah permukaan bidang belakang, yang diindikasikandengan munculnya pulsa kedua. Ukuran dari tinggi pulsa kedua lebih pendek daripulsa pertama, karena sinyal yang terpantul sudah semakin lemah.
Prinsip kerja dari Ultrasonic Testing (UT) adalah gelombang ultrasonik yang dipantulkan dan dibiaskan oleh permukaan batas antara dua bahan yang berbeda. Dari sifat pantulan tersebut dapat ditentukan tebal bahan, lokasi cacat, serta ukuran cacat. Cacat yang mudah dideteksi oleh gelombang ultrasonik adalah cacat yang tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang karena cacat tersebut mudah memantulkan kembali gelombang untuk diterima oleh probe. Dalam penggunaannya probe dapat dikotakan langsung dapat pula dengan teknik rendam (immersion teknik) dimana jarak antara probe dan benda kerja cukup jauh sehingga kuplan cukup tebal, misal probe dan benda uji direndam didalam bak berisi kuplan.
Pengaruh Kuplan
Fungsi Kuplan adalah untuk memudahkan merambatnya gelombang dari probe ke dalam benda uji karena bila antara probe dan benda uji terdapat udara maka hamper 100% gelombang akan dipantulkan kembali ke dalam probe. Jenis – jenis kuplan yang sering digunakan dalam pengujian ultrasonik antara lain :
- Oli
- Greese
- Emulsi Plastik
- Air (Untuk bahan yang tidak bersifat korosi)
Probe
Probe adalah alat yang berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik menggunaka efek piezoelectric dan efek magnetostriktif. Kedua efek ini reversible artinya dapat terjadi perubahan dari energy mekanik menjadi energy listrik dan sebaliknya. Karena proobe dapat berfungsi sebagai sumber dan penerima gelombang ultrasonik.
Efek Piezoelektrik
Efek ini terjadi pada kristal, suatu bahan tertetu seperti barium titanat, kuarsa dan sebagainya. Bila kristal menerima tegangan listrik, dimensi kristal akan berubah dan bila tegangan tersebut dimatikan maka kristal akan kembali ke dimensi semula dan terjadi getaran.
Efek Magnetostriktif
Beberapa macam bahan seperti baja, ferit, nikel dan paduannya dapat berubah dimensinya bila berada dalam medan magnet yang kuat. Bahan tersebut mempunyai sifat magnetoostriktif. Medan magnet yang timbul diperoleh dari kumparan yang dilalui oleh arus listrik. Bila arus listrik mengalir, bahan magnetostriktif akan berubah dimensinya dan bila arus dihentikan maka bahan akan kembali ke dimensi semula dan bergetar menimbulkan getaran ultrasonik, sebaliknya bila gelombbang ultrasonik datang pada bahan, dalam bahan akan terjadi medan magnet. Medan magnet ini akan menginduksi kumparan sehingga terjadi tegangan listrik yang selanjutnya diperkuat untuk pendeteksian. Untuk mengurangi panas sebagai arus eddy yang timbul pada bahan magnetostriktif, bahhan ini dibuat berlapis-lapis seperti trasfomator. Jadi bahan magnetostriktif juga mempunyai sifat reversible.
Tipe Gelombang
- Gelombang Longitudinal
Gelombang longitudinal terjadi bila gelombang ultrasonik merambat pada suatu arah sejajar dengan arah gerakan atom digetarkan, misalnya atom digerakkan ke kanan maka gelombang akan merambat ke kanan juga. Gelombang longitudinal ( longitudinal / pressure wave) dapat merambat pada semua jenis bahan.
- Gelombang Transversal
Gelombanng transversal terjadi bila gelombang ultrasonik merambat pada suatu arah tegak lurus arah gerakan atom digetarkan, misalnya atom digetarkan ke atas ke bawah maka gelombang rambat dari kanan ke kiri. Gelombang transversal (transverse/shear wave) hanya dapat merambat pada benda padat.
2.2 Klasifikasi Metode
Pada Ultrasonic Testing (UT), untuk memeriksa tebal bahan dan atau adanya cacat dalam bahan dengan menggunakan gelombang ultrasonik dapat digunakan beberapa teknik seperti, teknik resonansi, teknik transmisi, dan teknik gema.
- Teknik Resonansi
Tebal bahan dapat diukur dengan cara mengukur frekuensi/panjang gelombang ultrasonik yang dapat menimbulkan resonansi maksimum pada bahan tersebut. Adanya cacat dapat dideteksi dengan terjadinya perubahan resonansi karena jarak bahan yang beresonansi berubah.
- Teknik Transmisi
Adanya cacat di dalam bahan dapat diketahui dari adanya penurunan intensitas gelombang ultrasonik yang diterima oleh probe penerima, sedangkan tebal bahan tidak lazim diukur dengan teknik transmisi ini.
- Teknik Gema
Tebal bahan, lokasi dan besarnya cacat dapat diketahui dari waktu rambat dan amplitude gelombang yang diterima oleh probe.
Show Conversion Code Hide Conversion Code Show Emoticon Hide Emoticon