Ultrasonic Testing (UT) Teknik NDT (Non-Destructive Testing)
On Tuesday, January 05, 2021
Ultrasonic Testing (UT) adalah salah satu teknik uji Non-Destructive Testing (NDT) yang memanfaatkan gelombang suara jenis ultrasonik. Terdapat 3 jenis gelombang yang kita kenal yaitu infrasonic (frekuensi <20 Hz), audiosonic (frekuensi 20-20.000 Hz) dan ultrasonic (frekuensi >20.000 Hz). Berdasarkan referensi EPRI Guidelines, UT NDT memanfaatkan frekuensi antara 0.5 MHz-50 MHz. Di lingkup teknik, khususnya di peralatan pembangkit listrik, teknologi ini banyak dimanfaatkan untuk identifikasi thickness, cacat (flaw), dimensi, diskontinuitas, flow dan size Macam-macam uji yang memanfaatkan UT sebagai berikut:
- UT Portable Flowmeter
- UT Thickness Gauge
- UT Hardness Gauge
- UT Flaw Detector Phased Array
Berikut skema proses ultrasonic testing (UT):
Prinsip UT testing adalah MEMASUKKAN getaran ultrasonic ke spesimen dan spesimen MENGUBAH getaran dengan beberapa cara yang kemudian DIDETEKSI menggunakan perangkat sehingga timbul INDIKASI.
2 Fakta Getaran adalah:
- Getaran adalah gerakan maju-mundur
- Getaran adalah energi yang bergerak
- Setiap benda yang bergetar akan kembali ke bentuk semula dan jika digambarkan sebagai berikut:
- 1 Siklus adalah 1 gunung dan 1 lembah (ABCDE) atau 1 maju dan 1 mundur atau 1 renggangan dan 1 rapatan
- Period adalah waktu yang diperlukan untuk membentuk 1 siklus
- Frekuensi adalah banyaknya siklus yang terbentuk pada 1 detik (period tertentu)
Pada UT testing menggunakan peralatan yang disebut probe/transducer dengan memanfaatkan efek piezoelectric. Transducer berfungsi sebagai converter energi dari energi listrik menjadi mekanis (sender) dan energi mekanis menjadi listrik (receiver). Berikut penampang transducer:
Material kristal didalam transducer seperti: quartz lithium sulphate dan polarized ceramic
Penggunaan 2 probe/transducer (1 sender dan 1 receiver) seperti berikut:
Penggunaan 1 probe/transducer (sebagai sender dan receiver) seperti berikut:
Dalam prakteknya, UT testing menggunakan cairan couplant seperti /minyak/gliserin/gemuk/oli dengan tujuan menutup rongga udara karena sifat udara yang buruk dalam perambatan gelombang suara. Berbeda dengan baja, air dan minyak yang sangat bagus dalam perambatan gelombang suara. Couplant yang umum dipakai adalah 1 bagian gliserin: 2 bagian air.
- Menghilangkan udara dari kedua permukaan karena udara adalah penghantar gelombang yang buruk
- Menghaluskan ketidakteraturan permukaan (roughness) pada spesimen
- Membantu pergerakan transducer sepanjang permukaan spesimen pada teknik contact testing
- Pengujian Kontak (Contact Testing)
- Pengujian Terendam (Immersion Testing)
Couplant harus mudah dibersihkan dan diaplikasikan setipis mungkin karena jika tebal akan menyebabkan terjadinya penyimpangan arah berkas gelombang suara. Seperti profil berikut:
Terdapat hubungan antara kecepatan rambat (V), panjang gelombang (λ) dan frekuensi (f) --->
V = λ/f. Kecepatan rambat gelombang selalu tetap namun panjang gelombang dan frekuensi bisa diubah-ubah, misalnya menginginkan panjang gelombang (λ) pendek maka frekuensi harus diperbesar sehingga yang berperan dalam UT testing untuk parameter yang bisa disetting adalah frekuensi.
- Semakin TINGGI FREKUENSI transducer, semakin KECIL penyebaran berkas suaranya dan semakin BESAR SENSITIFITAS (kemampuan untuk mendeteksi diskontinuitas berukuran kecil) dan RESOLUSI (kemampuan memisahkan pantulan suara dari 2 buah diskontinuitas yang jaraknya berdekatan)
- Semakin RENDAH FREKUENSI, semakin DALAM PENETRASI ENERGI SUARA karena semakin sedikit hamburannya
Profil peak yang dihasilkan seperti ilustrasi berikut:
Pada UT phased array terdapat macam-macam tampilan data dan dikenal dengan istilah A-scan, B-scan, C-scan dan S-scan, berikut detailnya:
- A-Scan, Tampilan ini berbentuk peak-peak ketika terdapat cacat/diskontinuitas yang ter-scan oleh UT setelah dibandingkan dengan referensi non-cacat. Sumbu-X adalah jarak seiring waktu dan sumbu-Y adalah sinyal amplitudo
- B-Scan, Tampilan berupa batang yang menunjukkan ada perbedaan struktur permukaan yang dilewati UT dengan tampilan pandangan penampang melintang. Sumbu-X adalah lokasi dan sumbu-Y adalah waktu.
Terdapat 2 macam B-Scan yaitu single value dan cross sectional.
Ketika tampilan A-Scan dan B-Scan digabungkan akan tampil sebagai berikut:
BACA JUGA: Magnetic Particle Testing Teknik NDE
- C-Scan, Tampilan pandangan atas yang mirip dengan scan sinar-X. C-Scan memperlihatkan bentuk dan letak diskontinuitas namun tidak menunjukkan kedalaman
- S-Scan
Permasalahan yang umum di UT testing adalah "DEAD ZONE" area dimana diskontinuitas yang letaknya didekat permukaan uji (tepat dibawah probe/transducer) tertutupi oleh pulse awal. Indikasi pada alat UT testing seperti peak berikut:
Berikut contoh uji menggunakan UT phased array pada pipe:
- Preparation, Menyiapakan peralatan UT phased array
- Cleaning, Membersihkan area yang akan diuji agar pengotor yang menutupi permukaan hilang dan transducer/probe UT tidak terganggu pembacaannya
- Application, Scanning UT phased array mengelilingi area yang diuji
- Monitoring, Mengendalikan dengan software, melakukan analisa dan recording
Secara umum prinsip kerja UT phased array sebagai berikut:
Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2021). Ultrasonic Testing (UT) Teknik NDT (Non-Destructive Testing), Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya
Referensi:
[1] EPRI. Guidelines for the Non-Destructive Examination of Boiler
[2] Feriyanto, Y.E. Training & Sertifikasi UT NDT Level 2. Surabaya
Ingin Konsultasi dengan Tim Website, Silakan Hubungi DISINI
