Teori Ultrasonik & Flaw Detector

Teori Ultrasonik & Flaw Detektor Oleh: Azis

Teori Ultrasound  Ultrasound

Teori Ultrasound • Ultrasound

• •

Teknik menggunakan gelombang frekuensi tinggi dan pantulan echo. Sama seperti teori untuk menentukan sebuah lokasi yg digunakan oleh kelelawar, ikan paus, lumba-lumba, seperti untuk SONAR yg digunakan oleh kapal selam tapi frekuensinya lebih tinggi.

Ultrasonic Transducers Transducer: Suatu Alat yg mengubah energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya.

Ultrasonic Transducer: Alat yang menggunakan pulsa listrik dan mengubahnya menjadi gelombang suara mekanik. Alat ini juga dapat bekerja sebaliknya.

Prinsip Mengukur dengan Ultrasonik

d

• Rumus Dasar Ultrasonik d = (V * T) / 2

d = Jarak V = Velocity Material T = Waktu

Teori NDT • Ultrasonic Nondestructive Testing • Tidak Merusak ataupun merubah sifat material. • Frekuensi yang biasa digunakan 0.5 MHz - 20.0 MHz • Memasukkan gelombang suara frekuensi tinggi kedalam benda yang diuji untuk mendapatkan informasi dari benda tersebut. • “Udara” adalah reflektor untuk suara frekuensi tinggi. Gelombang suara dipantulkan dari backwall material atau cacat di bagian dalam.

Keuntungan & Keterbatasan NDT  Keuntungan • • • •

Masuk kedalam material Portable, Menggunakan Baterei Mengukur dari satu sisi Go/No-Go Testing (Audio dan Visual Alarms)

• Keterbatasan • Benda Uji harus mampu menghantarkan suara • Hampir selalu membutuhkan Couplant cair • Membutuhkan operator yg terlatih

Thickness Gaging vs. Flaw Detection  Ultrasonic Thickness Gaging • Biasanya digunakan untuk mencari tebal masing-masing lapisan dari tebal seluruh material. • Algoritma khusus digunakan untuk pengukuran yg akurat

 Ultrasonic Flaw Detection • Sama seperti teori untuk UT Thickness Gaging. • Flaw Detector biasanya digunakan untuk mencari cacat di material daripada untuk mencari tebal material keseluruhan. • Tampilan Linearitas dan software khusus untuk sizing tersedia untuk membantu penggolongan cacat yg terdeteksi.

Peralatan yg Dibutuhkan  Flaw Detector • Menghasilkan dan menerima pulsa listrik. • Menampilkan gelombang/pulsa echo.

 Transducer • Mengubah energi suara listrik ke gelombang suara mekanik (kemudian kembali lagi).

 Transducer Cable • Menghubungkan transducer ke flaw detector.

 Couplant • Cairan digunakan diantara transducer dan material yg dites untuk menghilangkan celah udara dan melewatkan suara.

Mekanisme dari Flaw Detection

LANGKAH #1: Flaw Detector menghasilkan sebuah pulsa listrik yg merambat melalui kabel ke transducer.

Mekanisme dari Flaw Detection

LANGKAH #2: Transducer mengubah pulsa listrik ke gelombang suara mekanik yg disebarkan melalui couplant ke material. Gelombang suara dipantulkan kembali ke transducer oleh backwall dan/atau reflektor lainnya yg ada di material.

Mekanisme dari Flaw Detection

LANGKAH #3: Transducer mengubah gelombang suara menjadi sinyal listrik yg merambat kembali ke flaw detector. Unit mengubah sinyal analog ke digital dan menampilkannya dalam bentuk gelombang pada layar.

Tampilan Layar A-SCAN

Kekuatan Sinyal (Amplitude)

Waktu (Jarak)

Aplikasi Probe Normal • Tidak ada Cacat • Suara merambat melalui material dan dipantulkan kembali oleh backwall.

Backwall Echo

Aplikasi Probe Normal 

Ada Cacat • Beberapa suara merambat melewati seluruh material dan dipantulkan kembali oleh backwall, dan sebagian lagi dipantulkan kembali oleh perantara cacat. • Amplitudo Echo berhubungan dengan besar cacat.

Echo Cacat Cacat

Backwa ll Echo

Aplikasi Probe Sudut  Bisanya digunakan untuk memeriksa las-lasan • Las-lasan “Crown” dan orientasi cacat tidak diizinkan dan tidak akan berhasil jika menggunakan teknik untuk probe normal.

Types of Discontinuities

Porosity

Slag Inclusions

Lack of Fusion Toe Crack Incomplete Penetration

Root Crack

Aplikasi Probe Sudut

Weld Scanning Technique Teknik Scanning Las-lasan

Weld Scanning Technique

Gerakkan probe maju mundur untuk scan keatas dan kebawah pada sisi las-lasan dan disepanjang las-lasan

Aplikasi Probe Sudut

Las-lasan yg Bagus No Echo Displayed (tidak ada pantulan suara)Technique Weld Scanning

Weld Scanning Technique

Aplikasi Probe Sudut “Penghitung Sound Path” Menunjukkan lokasi Cacat

Las-lasan yg Tidak Bagus Echo Cacat (Pantulan dari lubang yg ada didalam) Weld Scanning Technique

Weld Scanning Technique VOID

Cacat Las-lasan (dilihat dari samping)

Crack

Slag

Lack of Penetration

Lack of Fusion

Transisi dari Analog ke Digital

Keuntungan Digital 1. Layar Digital dalam satu paket didalam satu unit yg partable.

2. Mengurangi besarnya pemakaian daya listrik. 3. Perkembangan Algoritma pengukuran (Echo-to-Echo, DAC, TVG). 4. Kemampuan Datalogger untuk menyimpan dan membuat lagi hasil pengukuran, bentuk gelombang dan setup alat. 5. Komunikasi dengan PC secara cepat untuk berbagi informasi (hasil, bentuk gelombang & setup) juga untuk meng-upgrade software alat.

Evolusi Produk Flaw Detector • 1984: Panametrics memperkenalkan digital Flaw Detector yg portable pertama di dunia • Perkembangan berlanjut dengan EPOCH 2, 3, seri 4, dan XT 2006 – EPOCH XT 1 PCB, 4.7 Lbs

1984 - EPOCH 2002 16 PCB, 17 Lbs 1994 - EPOCH 3 1 PCB, 7 Lbs

2001 – EPOCH 4 1 PCB, 5.7 Lbs 1991 - EPOCH 2 6 PCB, 14 Lbs

Evolusi Produk Flaw Detector Fitur utama yg baru pada Flaw Detector adalah: • Digital, Proses cepat • Algoritma Pengukuran langsung ditampilkan

• Panel Layar Datar • pengqaturan Filter dan Pulser

EPOCH 4

• Komunikasi dengan PC yg cepat • Bertambahnya Memory dan kemampuan Ekspansi EPOCH XT

Aplikasi Flaw Detector Jalur Rel Sekolah & Univ. Struktural 5% 1% 7% Pemilihan Logam 8%

Jasa Inspeksi 34%

Generator Listrik

6% Penerbangan 7%

Petrochem 12%

Spotweld 9%

Produksi 11%

Aplikasi Flaw Detector

Struktur Konstruksi Baja

Platform Minyak

Lack of Fusion

Petrochemical Plants dan Kilang Minyak

Crack

Aplikasi Flaw Detector

Jalur Pipa

Pemeriksaan Rel

Aplikasi Flaw Detector

Ada ribuan aplikasi!

Aplikasi Flaw Detector

Valve mesin otomotif

Peralatan Medis dan Material

Otomotif dan spotweld Alat Rumah Tangga

Penerbangan dan pemeriksaan mesin

Aplikasi Flaw Detector Otomatisasi ultrasonic testing untuk ketebalan dan kualitas perekatan Inti dalam Kulit Luar

Aplikasi Flaw Detector

Ketebalan lemak ikan paus yg berhubungan dengan keselamatan dari North Atlantic Right Whales