Time of Flight Diffraction (TOFD) merupakan metode yang dapat diandalkan dalam pengujian ultrasonik tanpa merusak (nondestructive ultrasonic testing/UT) yang digunakan untuk mencari cacat dalam pengelasan. TOFD menggunakan waktu penerbangan dari pulsa ultrasonik untuk menemukan lokasi reflektor. Selain itu, metode ini juga dapat digunakan untuk lapisan pengelasan dan zona terpengaruh panas dari komponen lain seperti pipa, pressure vessel, material pelapis, tangki penimbun, dan baja struktural.
TOFD merupakan salah satu metode paling cepat dalam pengujian tanpa merusak karena, berbeda dengan jenis metode UT lainnya, umumnya hanya diperlukan satu pemindaian untuk menemukan informasi cacat apa pun dalam pengelasan. Metode ini mampu menemukan dan mengukur ukuran berbagai jenis cacat dengan ketepatan yang luar biasa. Selain itu, TOFD memiliki tingkat ulang yang tinggi. Karena ini, pertumbuhan cacat dapat dilacak dari waktu ke waktu. Terakhir, TOFD mampu mendeteksi kerusakan yang biasanya hanya dapat dideteksi melalui teknik lain, seperti pulsa echo atau radiografi.
Sejarah
TOFD pertama kali diciptakan di Inggris pada tahun 1970-an awal sebagai alat penelitian. Penggunaan TOFD memungkinkan ukuran retak diukur dengan lebih akurat, sehingga komponen-komponen berharga dapat tetap beroperasi selama mungkin dengan risiko kegagalan minimal.
Cara Kerja
Mengukur amplitudo sinyal yang dipantulkan adalah metode yang relatif tidak dapat diandalkan untuk menentukan ukuran cacat karena amplitudo sangat bergantung pada orientasi retak. Alih-alih amplitudo, TOFD menggunakan waktu penerbangan dari pulsa ultrasonik untuk menentukan posisi dan ukuran reflektor.
Dalam sistem TOFD, sepasang probe ultrasonik ditempatkan di sisi-sisi berlawanan dari sebuah pengelasan. Salah satu probe, yaitu pengirim, mengirimkan pulsa ultrasonik yang ditangkap oleh probe di sisi lainnya, yaitu penerima. Pada pipa yang tidak rusak, sinyal yang ditangkap oleh probe penerima berasal dari dua gelombang: satu yang berjalan sepanjang permukaan dan satu lagi yang memantul dari dinding yang jauh. Ketika retak hadir, terjadi difraksi gelombang ultrasonik dari ujung retak. Dengan menggunakan waktu penerbangan pulsa yang diukur, kedalaman ujung retak dapat dihitung secara otomatis melalui trigonometri sederhana.
Seperti kebanyakan metode UT lainnya, TOFD bekerja dengan mengirimkan gelombang suara ke dalam komponen dan mengukur waktu kembali dari gelombang tersebut. Yang membedakan TOFD dari metode UT lainnya adalah, daripada hanya mengukur untuk gelombang suara amplitudo tinggi yang memantul dari belakang komponen, metode ini malah mengukur waktu respons gelombang amplitudo rendah yang tersebar oleh ujung retak.
Untuk melakukannya, TOFD menggunakan sepasang transduser ultrasonik, satu sebagai pengirim dan yang lain sebagai penerima. Gelombang frekuensi rendah menyebar pada suatu sudut dan hanya tersebar kembali ke penerima jika mereka mengenai cacat. Jika hal ini terjadi, waktu yang diperlukan bagi kedua gelombang untuk mencapai penerima dapat digunakan untuk membuat gambaran lengkap dari pengelasan dan mengidentifikasi ukuran serta lokasi kerusakan.
Selama inspeksi TOFD, A-scan dikumpulkan dan digunakan untuk membuat gambar B-scan (pandangan samping) dari pengelasan. Analisis dilakukan pada unit akuisisi atau dalam perangkat lunak pasca-analisis, dengan menempatkan kursor untuk mengukur panjang dan tinggi tembus dinding dari cacat.
Manfaat Utama TOFD untuk Inspeksi Pengelasan
- Berdasarkan difraksi, sehingga relatif tidak peduli dengan sudut bevel pengelasan dan orientasi cacat
- Menggunakan waktu signals received yang diterima dari cacat retak/ crack untuk menentukan lokasi dan ukuran cacat yang akurat
- Kemampuan pengukuran yang presisi menjadikannya metode pemantauan cacat yang ideal
- Cepat untuk dipersiapkan dan melakukan inspeksi, memiliki cakupan area yang luas
- Scanning cepat dengan pencitraan dan pencatatan data lengkap
- Juga dapat digunakan untuk inspeksi korosi
- Perlengkapan yang diperlukan lebih ekonomis daripada phased array, karena sifat konvensional (pemancar dan penerima tunggal) dan penggunaan probe konvensional
- Sangat sensitif terhadap semua jenis cacat pengelasan
Peralatan dan Material
- OmniScan SX UT or other OmniScan MX/OmniScan MX2/SX module, depending on technique,
- TOFD scanner – HST-Lite or other
- Highly dampened TOFD probes- CentraScan or other
- TOFD Transducers & Wedges
- TOFD wedges- Rexolite or Stainless Steel
- Optional- Post-analysis and technique development software- NDT Setup Builder and OmniPC
- Water (couplant) delivery system- WTR-SPRAYER-8L or similiar
Kesimpulan
TOFD menawarkan inspeksi pengelasan yang cepat dengan kemampuan deteksi dan pengukuran cacat yang sangat baik. Teknik difraksi memberikan kemampuan pengukuran yang kritis dengan relatif tidak memperdulikan sudut bevel atau orientasi cacat. TOFD dapat digunakan sendiri atau bersamaan dengan teknik NDT lainnya.
