Sejarah
Ultrasonic Testing (UT) pertama kali diperkenalkan pada awal abad ke-20 dengan penelitian oleh Paul Langevin yang dikembangkan untuk mendeteksi es dan gunung es menggunakan gelombang suara. Sejak itu, teknologi UT telah berkembang pesat dan digunakan dalam berbagai industri seperti otomotif, kedirgantaraan, dan konstruksi.
Pengertian
Ultrasonic Testing adalah metode non-destruktif yang menggunakan gelombang ultrasonik untuk mendeteksi cacat dalam material, mengukur ketebalan, dan mengevaluasi integritas struktur. Gelombang suara dengan frekuensi tinggi yang digunakan dalam UT memungkinkan pengujian yang akurat dan efisien.
Ada beberapa metode UT yang umum digunakan, termasuk Pulse Echo, Through Transmission, dan Phased Array. Metode-metode ini memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing, namun semua didasarkan pada prinsip dasar UT: transmisi dan refleksi gelombang ultrasonik.
Metode Ultrasonic Testing
Ada beberapa metode UT yang umum digunakan, dan berikut ini adalah penjelasan lebih detail tentang masing-masing metode:
1. Pulse Echo
Pulse Echo adalah metode UT yang paling umum digunakan. Dalam metode ini, transduser mengirimkan gelombang ultrasonik ke dalam material dan menerima sinyal yang dipantulkan kembali. Waktu yang dibutuhkan untuk gelombang kembali ke transduser diukur dan digunakan untuk mengidentifikasi lokasi dan ukuran cacat, serta mengukur ketebalan material. Pulse Echo efektif untuk mendeteksi cacat dalam dan permukaan, serta mengukur ketebalan material.
2. Through Transmission
Through Transmission adalah metode UT yang menggunakan dua transduser: satu untuk mengirimkan gelombang ultrasonik dan yang lain untuk menerima gelombang yang merambat melalui material. Jika ada cacat dalam material, gelombang ultrasonik akan dipantulkan atau diserap, sehingga mengurangi amplitudo sinyal yang diterima oleh transduser penerima. Metode ini efektif untuk mendeteksi cacat dalam material yang tebal, namun memerlukan akses ke kedua sisi material yang diuji.
3. Phased Array
Phased Array adalah metode UT yang menggunakan beberapa elemen transduser yang dikendalikan secara individual untuk menghasilkan pola radiasi gelombang ultrasonik yang lebih kompleks. Dengan mengubah waktu kirim dan penerimaan sinyal antara elemen transduser, pola radiasi dapat difokuskan dan diarahkan, memungkinkan deteksi cacat yang lebih akurat dan fleksibel. Phased Array sangat berguna dalam aplikasi yang memerlukan inspeksi kompleks, seperti pengujian lasan atau komponen dengan geometri yang tidak biasa.
4. Time-of-Flight Diffraction (TOFD)
TOFD adalah metode UT yang menggunakan prinsip difraksi gelombang ultrasonik untuk mendeteksi cacat. Dalam metode ini, transduser pengirim menghasilkan gelombang ultrasonik yang merambat melalui material dan difraksi pada ujung cacat. Transduser penerima menangkap gelombang difraksi dan mengukur waktu tempuh gelombang untuk mengidentifikasi lokasi dan ukuran cacat. TOFD sangat efektif untuk mendeteksi cacat yang sejajar dengan permukaan material, seperti retakan yang tumbuh dari lasan.
5. Guided Wave Ultrasonic Testing (GWUT)
GWUT adalah metode UT yang menggunakan gelombang pandu untuk menguji area yang luas dan sulit diakses pada struktur, seperti pipa bawah tanah atau tangki penyimpanan. Gelombang pandu merambat sepanjang struktur dan dipantulkan kembali oleh cacat atau perubahan geometri. Dengan menganalisis sinyal yang dipantulkan, operator dapat mendeteksi cacat dan mengidentifikasi lokasi mereka. GWUT memungkinkan inspeksi struktur jarak jauh dengan jangkauan yang lebih luas dibandingkan metode UT konvensional.
6. Immersion Testing
Immersion Testing adalah metode UT yang menggunakan medium cair, seperti air, sebagai kopling antara transduser dan material yang diuji. Dalam metode ini, material dan transduser ditempatkan dalam tangki berisi cairan, yang memungkinkan transmisi gelombang ultrasonik yang lebih efisien dan efektif. Immersion Testing sangat berguna untuk inspeksi komponen dengan permukaan yang tidak rata atau kompleks, serta untuk menguji material yang rentan terhadap kontaminasi oleh kopling konvensional, seperti gel.
7. Creeping Wave Testing
Creeping Wave Testing adalah metode UT yang dirancang untuk mendeteksi cacat dekat permukaan dengan menggunakan gelombang yang merambat sepanjang permukaan material. Dalam metode ini, transduser ditempatkan pada sudut yang rendah terhadap permukaan material, menghasilkan gelombang yang “merayap” sepanjang permukaan dan dipantulkan kembali oleh cacat. Creeping Wave Testing efektif untuk mendeteksi cacat kecil dan retakan dekat permukaan yang mungkin tidak terdeteksi oleh metode UT konvensional.
8. Resonance Testing
Resonance Testing adalah metode UT yang menggunakan prinsip resonansi untuk menguji material. Dalam metode ini, transduser digunakan untuk menghasilkan gelombang ultrasonik pada frekuensi yang beresonansi dengan material yang diuji. Perubahan dalam frekuensi resonansi atau karakteristik sinyal yang diterima dapat menunjukkan adanya cacat atau perubahan dalam sifat material. Resonance Testing terutama digunakan untuk menguji material yang tipis, seperti lembaran logam atau komponen komposit.
9. Acoustic Emission Testing
Acoustic Emission Testing adalah metode UT yang melibatkan pemantauan gelombang ultrasonik yang dihasilkan oleh material saat mengalami tegangan atau deformasi. Gelombang ini dihasilkan oleh pergerakan cacat dalam material dan dapat dideteksi oleh transduser yang ditempatkan pada permukaan material. Acoustic Emission Testing digunakan untuk memantau kondisi struktur selama pengujian beban atau operasi normal, serta untuk mendeteksi cacat yang berkembang seiring waktu.
Bagaimana Cara Kerjanya
UT bekerja dengan mengirimkan gelombang ultrasonik ke dalam material yang diuji menggunakan transduser. Gelombang ini merambat melalui material dan dipantulkan kembali ke transduser jika menemui cacat atau perubahan struktur. Waktu yang dibutuhkan untuk gelombang kembali ke transduser diukur dan digunakan untuk mengidentifikasi lokasi dan ukuran cacat, serta mengukur ketebalan material.
Untuk Apa Digunakan
UT digunakan untuk menguji integritas struktur dan material dalam berbagai industri, seperti otomotif, kedirgantaraan, konstruksi, dan banyak lagi. UT memungkinkan pemeriksaan menyeluruh tanpa merusak material yang diuji, menjadikannya pilihan yang sangat dihargai di banyak bidang.
Material Apa Saja yang Bisa Diuji/Tes
UT dapat digunakan pada berbagai material, seperti logam, plastik, komposit, dan keramik. Namun, UT paling efektif digunakan pada material yang homogen dan isotropik, seperti logam dan beberapa plastik.
10 Keuntungan dan 10 Kekurangan
Keuntungan:
-
- Metode non-destruktif
- Hasil yang akurat dan cepat
- Mampu mendeteksi cacat dalam dan permukaan
- Mampu mengukur ketebalan material
- Tidak memerlukan akses langsung ke kedua sisi material
- Penggunaan peralatan portabel
- Dapat digunakan pada berbagai material
- Tidak memerlukan kontak langsung dengan material
- Hasil yang dapat direkam dan dianalisis
- Biaya operasional yang lebih rendah dibandingkan metode pengujian lainnya
Kekurangan:
- Memerlukan operator yang terlatih dan berpengalaman
- Metode ini mungkin tidak efektif pada material yang sangat kasar atau heterogen
- Terbatas pada material yang mampu menghantarkan gelombang ultrasonik
- Perlu kalibrasi dan verifikasi peralatan secara berkala
- Kemungkinan interpretasi yang salah dari hasil pengujian
- Tidak cocok untuk material yang sangat tipis
- Memerlukan medium kopling, seperti air atau gel, untuk menghubungkan transduser dengan material yang diuji
- Sensitivitas terhadap orientasi cacat
- Proses pengujian yang lebih lambat dibandingkan dengan metode inspeksi visual atau radiografi
- Keterbatasan dalam mendeteksi cacat yang sangat kecil atau berorientasi secara khusus
Batasan
Batasan utama UT adalah keterbatasan dalam pengujian material yang heterogen, kasar, atau tidak menghantarkan gelombang ultrasonik dengan baik. Selain itu, UT mungkin tidak efektif untuk mendeteksi cacat yang sangat kecil atau berorientasi secara khusus.
Pengaplikasian
UT banyak diaplikasikan dalam berbagai industri, seperti inspeksi ketebalan pipa dan tangki, pengujian lasan, inspeksi komponen kedirgantaraan, dan pemeriksaan integritas struktur di bidang konstruksi.
Tahapan Dalam Pengujian Ultrasonic Testing
Proses pengujian Ultrasonic Testing melibatkan beberapa tahapan penting untuk memastikan hasil yang akurat dan andal. Berikut adalah tahapan-tahapan yang umum dilakukan dalam pengujian UT:
1. Perencanaan dan Persiapan
Sebelum memulai pengujian, penting untuk merencanakan prosedur pengujian yang sesuai dengan standar dan kode yang berlaku, serta menentukan metode UT yang paling sesuai untuk aplikasi yang diinginkan. Persiapan juga melibatkan pengumpulan informasi tentang material yang akan diuji, seperti jenis material, ketebalan, dan geometri.
2. Pemilihan dan Kalibrasi Peralatan
Pemilihan peralatan yang tepat, seperti transduser, perangkat keras, dan perangkat lunak, sangat penting untuk memastikan hasil yang akurat. Setelah peralatan dipilih, perlu dikalibrasi sesuai dengan standar yang berlaku. Kalibrasi melibatkan pengaturan parameter peralatan, seperti kecepatan gelombang ultrasonik, waktu tempuh, dan amplitudo, serta verifikasi kinerja peralatan dengan menggunakan blok referensi atau sampel standar.
3. Persiapan Permukaan dan Medium Kopling
Permukaan material yang akan diuji harus dibersihkan dan diratakan untuk memastikan kontak yang baik antara transduser dan material. Selain itu, medium kopling, seperti air atau gel, perlu diaplikasikan pada permukaan material untuk menghantarkan gelombang ultrasonik dari transduser ke material yang diuji.
4. Pengujian
Selama pengujian, operator menggerakkan transduser di atas permukaan material sambil memantau sinyal yang diterima oleh perangkat lunak UT. Jika ada cacat dalam material, sinyal yang dipantulkan atau difraksi akan terdeteksi oleh transduser dan ditampilkan pada layar perangkat lunak. Operator perlu memahami cara membaca tampilan sinyal dan menginterpretasikannya untuk mengidentifikasi lokasi, ukuran, dan jenis cacat yang mungkin ada.
5. Evaluasi Hasil
Setelah pengujian selesai, operator harus mengevaluasi hasil pengujian dan membandingkannya dengan standar dan kode yang berlaku. Hal ini melibatkan interpretasi data, pengambilan keputusan tentang keandalan struktur, dan identifikasi tindakan yang diperlukan, seperti perbaikan atau penggantian komponen yang cacat.
6. Pelaporan
Sebagai langkah akhir, operator perlu membuat laporan yang mencakup informasi tentang prosedur pengujian, hasil pengujian, dan rekomendasi tindakan yang diperlukan. Laporan ini harus disampaikan kepada pihak yang berwenang dan disimpan sebagai catatan inspeksi yang dapat digunakan untuk pemantauan dan evaluasi lebih lanjut.
Melakukan pengujian Ultrasonic Testing dengan benar melibatkan keahlian dan pengalaman operator, pemilihan peralatan yang tepat, dan pemahaman yang baik tentang standar dan kode yang berlaku. Dengan memastikan bahwa setiap tahapan pengujian dilakukan dengan benar, hasil pengujian akan menjadi lebih akurat dan andal, sehingga membantu dalam menjaga integritas struktural dan keamanan material dan komponen yang diuji.
Standar dan Kode
Beberapa standar dan kode yang umum digunakan dalam UT meliputi ASME (American Society of Mechanical Engineers), ASTM (American Society for Testing and Materials), dan ISO (International Organization for Standardization).
Acceptance Criteria Sesuai ASME Secara Detail dan Teknis
Berikut ini adalah beberapa contoh acceptance criteria yang lebih detail dan teknis untuk lasan berdasarkan ASME BPVC Section VIII dan ASME B31.3:
ASME BPVC Section VIII – Bejana Bertekanan
Acceptance criteria untuk lasan bejana bertekanan dalam Divisi 1 ditemukan dalam Paragraf UW-51 dan mengacu pada Tabel UW-51. Dalam tabel ini, lasan dikelompokkan berdasarkan ketebalan material (t) dan tipe cacat yang terdeteksi:
- Ukuran maksimum retak dalam lasan yang diterima adalah t/4 atau 1,5 mm (0,06 inci), mana yang lebih besar.
- Ukuran maksimum inklusi dalam lasan yang diterima adalah t/3 atau 6,5 mm (0,25 inci), mana yang lebih kecil.
- Ukuran maksimum porositas dalam lasan yang diterima adalah t/2 atau 3 mm (0,12 inci), mana yang lebih besar.
- Ukuran maksimum undercut dalam lasan yang diterima adalah t/20 atau 1 mm (0,04 inci), mana yang lebih besar.
Dalam Divisi 2, acceptance criteria didefinisikan dalam Paragraf AF-240. Kriteria ini melibatkan perhitungan Fraksi Ukuran Cacat yang Diterima (AFSR) dan dibagi menjadi empat kategori:
- Retak: AFSR tidak boleh melebihi 0,1.
- Inklusi: AFSR tidak boleh melebihi 0,2.
- Porositas: AFSR tidak boleh melebihi 0,3.
- Undercut: AFSR tidak boleh melebihi 0,4.
AFSR dihitung dengan cara membagi jumlah cacat yang ditemukan dengan panjang lasan yang diuji.
ASME B31.3 – Pipa Proses
Acceptance criteria untuk lasan pipa proses didefinisikan dalam Paragraf 341.3.2. Berikut ini adalah beberapa kriteria yang perlu diperhatikan:
- Retak dalam lasan sama sekali tidak diterima, terlepas dari ukuran dan orientasinya.
- Inklusi: Jika dinding pipa lebih tipis dari 19 mm (0,75 inci), inklusi dengan panjang melebihi 6,5 mm (0,25 inci) atau lebar melebihi 1,5 mm (0,06 inci) tidak diterima.
- Porositas: Jika dinding pipa lebih tipis dari 13 mm (0,5 inci), porositas dengan diameter melebihi 3 mm (0,12 inci) tidak diterima. Jika dinding pipa lebih tebal dari 13 mm (0,5 inci), porositas dengan diameter melebihi 6,5 mm (0,25 inci) tidak diterima. Jumlah porositas dalam suatu area tidak boleh melebihi kriteria yang ditetapkan dalam standar.
- Undercut: Untuk dinding pipa yang lebih tipis dari 13 mm (0,5 inci), undercut dengan kedalaman melebihi 0,5 mm (0,02 inci) tidak diterima. Untuk dinding pipa yang lebih tebal dari 13 mm (0,5 inci), undercut dengan kedalaman melebihi 1 mm (0,04 inci) tidak diterima.
Harap dicatat bahwa kriteria di atas merupakan contoh dari acceptance criteria yang ditemukan dalam ASME BPVC Section VIII dan ASME B31.3. Kriteria ini mungkin berbeda tergantung pada jenis material, proses pengelasan, dan aplikasi spesifik. Selalu merujuk pada kode dan standar yang relevan untuk menentukan acceptance criteria yang benar untuk aplikasi Anda.
Memahami dan menerapkan acceptance criteria yang sesuai dengan ASME sangat penting untuk memastikan keamanan dan integritas lasan serta peralatan yang diuji. Selalu pastikan untuk mengikuti standar yang relevan dan melibatkan inspektur dan operator yang berkualifikasi untuk memastikan hasil pengujian yang akurat dan andal.
Operator
UT memerlukan operator yang terlatih dan berpengalaman untuk memastikan hasil pengujian yang akurat dan andal. Operator harus memiliki sertifikasi yang sesuai, seperti sertifikasi ASNT (American Society for Nondestructive Testing) atau ISO 9712.
Link Anchor
Untuk informasi lebih lanjut tentang UT, Anda bisa mengunjungi ASNT atau ISO.
Gaji di Indonesia dan Luar
Di Indonesia, gaji untuk teknisi UT berkisar antara IDR 5.000.000 hingga IDR 15.000.000 per bulan, tergantung pada tingkat pengalaman dan sertifikasi. Di luar negeri, gaji teknisi UT berkisar antara $40.000 hingga $100.000 per tahun, tergantung pada negara, industri, dan tingkat pengalaman.
Posisi Kerja
Beberapa posisi kerja yang umum dalam bidang UT meliputi teknisi UT, inspektur UT, spesialis UT,dan supervisor UT. Posisi ini mungkin ditemukan di berbagai industri, seperti konstruksi, kedirgantaraan, otomotif, dan minyak & gas.
Kesimpulan
Ultrasonic Testing adalah metode pengujian non-destruktif yang efektif untuk mendeteksi cacat dalam material dan mengukur ketebalan. Dengan keunggulan seperti kecepatan, akurasi, dan biaya operasional yang lebih rendah, UT telah menjadi pilihan populer dalam banyak industri. Namun, metode ini memiliki beberapa keterbatasan, seperti kesulitan dalam pengujian material yang heterogen atau kasar. UT memerlukan operator yang terlatih dan berpengalaman untuk memastikan hasil yang akurat dan andal.
Sampai jumpa kembali di artikel menarik lainnya!
