Makalah Radiografi (Ilham Mashori - 11160970000065) PDF [PDF]

Citation preview

KARAKTERISASI BAHAN MENGGUNAKAN RADIOGRAFI



Tugas Mata Kuliah Karakterisasi Bahan Dosen Pengampu : Arif Tjahjono, M.Si



Disusun oleh: Ilham Mashori (11160970000065)



UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI PROGRAM STUDI FISIKA 2019



BAB I PENDAHULUAN I.



Latar Belakang Semakin pesat perkembangan IPTEK maka sudah sepatutnya mengetahui berbagai macam jenis pengujian material. Karena dari hal dasar akan memperolah suatu perkembangan ilmu. Pengujian material dibagi menjadi 2 macam yaitu merusak dan tanpa merusak. NDT merupakan Proses pengujian terhadap suatu objek tanpa merusak bagian atau fungsi dari objek itu sendiri. Tujuan dari metode NDT ini yaitu untuk mengetahui adanya cacat atau kerusakan pada objek yang diuji. Banyak jenis-jenis pengujian tanpa merusak. Radiography adalah salah satu uji tanpa merusak yang menggunakan sinar x atau sinar gamma yang mampu menembus hampir semua logam kecuali timbal dan material padat lainnya, sehingga dapat digunakan untuk mengungkap cacat atau ketidaksesuain dibalik dinding metal atau di dalam bahan itu sendiri. Radiasi yang digunakan pada test radiography memiliki energi yang lebih besar ( panjang gelombangnya lebih pendek ) daripada barang elektro yang lainnya. Dua sumber radiasi yang biasa digunakan di industri adalah generator x-ray dan sumber gamma ray. Makalah ini akan menjelaskan pengujian NDT terhadap suatu bahan tertentu dengan radiografi.



II.



Rumusan Masalah Rumusan masalah dari makalah ini adalah sebagai berikut: 1. Apakah pengertian dari NDT (Non-Destructive Test)? 2. Bagaimana prinsip kerja Sinar-X? 3. Apakah yang dimaksud dengan Radiografi? 4. Bagaimana prinsip kerja dari Radiografi? 5. Apa saja yang dapat dihasilkan dari pengujian material dengan Radiografi? 6. Apa keuntungan dan kerugian dari Radiografi?



III.



Tujuan Tujuan dibuatnya makalah ini adalah sebagai berikut: 1. Untuk mengetahui pengertian dari NDT. 2. Untuk mengetahui prinsip kerja Sinar-X. 3. Untuk memahami tentang Radiografi. 4. Untuk mengetahui prinsip kerja dari Radiografi. 5. Untuk mengetahui hasil dari proses pengujian material dengan Radiografi. 6. Untuk mengetahui apa itu keuntungan dan kerugian dari Radiografi.



BAB II PEMBAHASAN



I.



NDT (Non-Destructive Test) Pengujian NDT (Non-Destructive Testing) digunakan untuk meningkatkan kualitas produksi dan kehandalan produk, komponen dan struktur inspeksi secara berkala, dapat mengurangi kejadian cacat atau kesalahan integritas struktural yang dapat menyebabkan kegagalan, diantara metode pengujian bahan yang dikembangkan untuk tujuan inspeksi, pengujian non-destructive testing (NDT) Teknik mempunyai keuntungan tidak menyebabkan kerusakan pada komponen setelah inspeksi. Pengujian NDT dapat digunakan untuk: 1. Mendeteksi cacat raw material / komponen untuk berbagai jenis material logam yang digunakan. 2. Mendeteksi cacat yang mungkin terjadi selama proses manufaktur untuk mereduksi waktu dan biaya akibat cacat pada proses lebih lanjut. 3. Meningkatkan teknik manufaktur dengan memeriksa produk selama operasi pemrosesan untuk mempertahankan kualitas yang seragam dan standar. 4. Mendeteksi discontinuitas pada tahap akhir manufaktur untuk meningkatkan kehandalan dan keamanan produk selama operasi. 5. Inspeksi untuk mendeteksi cacat produk sejak dini. 6. Pastikan pencegahan kecelakaan dan mempromosikan keselamatan bagi 7. pekerja dan peralatan selama lebih pengangkutan dan pemeliharaan.



8. Meningkatkan reputasi produsen sebagai penghasil produk-produk yang berkualitas. Jenis Non-Destructive Test apa yang digunakan dapat didasarkan pada beberapa kriteria yang seringkali dijadikan acuan bagaimana penentuan dari tujuan pengujian antara lain: 1. Jenis Material 2. Jenis Cacat 3. Lokasi Cacat 4. Ukuran cacat Terdapat banyak jenis dari NDT yang telah dikembangkan diberbagai bidang keilmuan tergantung pada tujuan pengujian tersebut. Dimana Radiografi termasuk kedalam NDT (Non-Destructive Test).



II.



Prinsip Kerja Sinar-X



Tabung yang digunakan adalah tabung vakum yang di dalamnya terdapat 2 elektroda yaitu anoda dan katoda. Katoda/filamen tabung Roentgen dihubungkan ke transformator filamen. Transformator filamen ini akan memberi supplai sehingga mengakibatkan terjadinya pemanasan pada filamen tabung Roentgen, sehingga terjadi thermionic emission, dimana elektron-elektron akan membebaskan diri dari ikatan atomnya, sehingga terjadi elektron bebas dan terbentuklah awan-awan elektron. Anoda dan katoda dihubungkan dengan transformator tegangan tinggi 10 kV-150 kV. Primer HTT diberi tegangan AC (bolak-balik) maka akan terjadi garis-garis gaya magnet (GGM) yang akan berubah-ubah bergantung dari besarnya arus yang mengalir. Akibat dari perubahan garig-garis gaya magnet ini akan menyebabkan timbulnya gaya gerak listrik (GGL) pada kumparan sekunder, yang besarnya tergantung dari setiap perubahan fluks pada setiap perubahan waktu. Dari proses ini didapatkanlah tegangan tinggi yang akan disuplai ke elektroda tabung Roentgen. Akibat tabrakan ini maka terjadi hole-hole karena elektron-elektron yang ditabrak tersebut terpental. Hole-hole ini akan diisi oleh elektron-elektron lain. Perpindahan elektron ini akan menghasilkan suatu gelombang elektromagnetik yang panjang



gelombangnya berbeda-beda. Gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang 0,1 – 1 A° inilah yang kemudian disebut sinar X atau sinar Roentgen.



Gambar 1. Blok Diagram Sinar-X



III.



Radiografi Salah satu jenisnya yang paling sering digunakan yaitu Radiografi. Jenis NDT ini merupakan pengujian yang menggunakan sinar X. Biasanya metode ini digunakan untuk memeriksa sambungan las, fabrikasi, penempaan, dan pengecoran. Radiografi ialah penggunaan sinar pengionan untuk membentuk bayangan benda yang dikaji pada film. Radiografi umumnya digunakan untuk melihat benda tak tembus pandang, misalnya bagian dalam tubuh manusia. Gambaran benda yang diambil dengan radiografi disebut radiograf. Proses terjadi radiografi berawal dari bayangan laten yang terbentuk pada film Roentgen (radiografi) dihasilkan oleh berkas sinar-X sesudah menembus objek mengenai film atau berasal dari berkas cahaya tampak yang dihasilkan pada proses emisi cahaya dari interaksi radiasi sinar-X dengan lembar penguat. Berkas radiasi sinar-X yang mengenai objek sebagian diserap oleh objek dan sisanya diteruskan (menembus objek). Berkas cahaya yang diteruskan tersebut mengenai emulsi film sehingga terbentuk bayangan objek. Berkas cahaya sinar-X yang menembus objek akan diserap oleh lembar penguat dan dipancarkan kembali dalam bentuk cahaya tampak. Berkas cahaya tampak tersebut selanjutnya mengenai emulsi film sehingga terbentuk bayangan laten.



Gambar 2. Alat-alat Radiografi



IV.



Prinsip Kerja dari Radiografi Material ditempatkan diantara sumber radiasi dan film. Ketebalan dan berat jenis suatu material sangat mempengaruhi terhadap jumlah radiasi yang diberikan. Radiasi film dan interaksi elektron yang dihasilkan screen mempengaruhi emulsi dan terionisasi logam suatu material bayangan catent proses film di developer bayangan hitam.Fixer adalah larutan asam yang berfungsi untuk melarutkan senyawa tertentu yang belum terkena cahaya dan untuk memperkuat dan mempertajam gambar hasil proses developer. Energi radiasi dan waktu pencahayaan harus dikontrol supaya bisa menampilkan image yang diinginkan dengan jelas. Pengujian radiografi mempuyai sensitivitas yang tinggi. Cara kerja dari radiografi adalah alat tersebut dipasang untuk dilakukan pengujian dan dipancarkan sinar X ray ke benda yang ingin dilakukan pengujian, memancarkan sinar x ray yang bisa menembus pada material yang diperiksa untuk mengetahui jenis material atau reaksi kimia yang ada pada benda tersebut, setelah sinar X ditembakkan ke benda tersebut, akan mendapatkan data dan bayangan dari benda tersebut. Jika benda tersebut terdapat kecacatan maka hasilnya akan ketahuan. Digital radiografi pada dasarnya adalah menangkap Sinar-X tanpa film untuk mengganti film tersebut digunakan sebuah penangkap gambar digital untuk menangkap gambar Sinar-X dan mengubahnya menjadi file digital yang dapat ditampilkan atau dicetak untuk dibaca dan disimpan sebagai bagian rekam medis pasien. Jika pada CR (Computed Radiography) menggunakan PSP (Photo Stimulated Radiography) atau disebut dengan



film sebagai penangkap bayangan laten. Pada DR (Digital Radiography) menggunakan Flat Panel Detector (FPD) sebagai penangkap gambar dan sensor sinar x-ray digital.



Gambar 3. Ilustrasi prinsip kerja dari Radiografi



V.



Hasil Pengujian dengan Radiografi Ada beberapa perbedaan cara menampilkan hasil dari test radiografi yang tersedia di Industri. Berikut beberapa jenis yang dapat dihasilkan tergantung dari alat yang digunakannya. 1. Film Radiography 2. Real Time Radiography 3. Cumputed Tomography (CT) 4. Digital Radiography (DR) 5. Computed Radiography (CR) Film Radiography adalah media yang paling tua dan terbanyak digunakan pada test radiografi.



Film



berisi



microscopic material



disebut



dengan silver bromide.



Penggunaannya cuma sekali dan diproses di dalam ruang yang gelap. Silver bromide menjadi hitam metallic silver yang membentuk image. Supaya image dapat dilihat. Film harus dicuci pada ruang gelap. Proses ini sebenernya sama dengan proses pencucian foto



biasa. Proses pencucian film bias dilakukan secara manual pada tank terbuka atau pada automatic processor. Real-Time



Radiography



(RTR)



adalah



Cara



yang



digunakan



untuk



mendiskripsikan bentuk dari radiography yang diikuti image electronic untuk ditampilkan dan dilihat pada waktu itu juga. Karena penerimaan image yang hampir secara instant. Xrays images bisa dilihat sebagai bagian yang bisa digerak dan diputar. Peralatan yang digunakan untuk RTR termasuk: 1. X-ray tube 2. Image intensifier or other real-time detector 3. Camera 4. Computer dengan Layar penghapus dan software 5. Monitor 6. Sample positioning system (optional) Real-time image lebih terang pada bagian dimana cahaya x-ray disinarkan dan ditampilkan pada layar fluorescent. Image film lebih gelap pada bagian dimana cahaya xray disinarkan dan ionisasi dari molecul silver pada film. Computed Tomography (CT) menggunakan real-time inspection system bekerja dengan sample positioning system dan special software. Banyak bagian – bagian image yang terpisah kemudian disimpan dan digabungkan menjadi bentuk 2 dimensi sebagai sample untuk diputar. Image 2-D dirubah menjadi image 3-D. Salah satu media pencintraan yang terbaru dari radiografi adalah “Digital Radiography”. Tanpa film, digital radiographic image ditampilkan menggunakan phosphor screens atau flat panels berisikan micro-electronic sensors. Tanpa ruang gelap untuk proses pencucian film dan tampilan image bisa ditampilkan secara digital. Image juga mudah disimpan dalam bentuk digital. Computed Radiography (CR) adalah proses pencitraan image secara digital yang menggunakan plat khusus yang berfungsi menyimpan phosphors. Penetrasi x-rays terhadap material merangsang phosphors. Rangsangan phosphors tersebut memberikan tampilan cacat pada computer. Setelah penyinaran plat image dibaca secara elektronik dan dihapus untuk digunakan ulang pada sistem scanner khusus. Image digital dikirim ke komputer



dimana juga terdapat software khusus yang berguna untuk memanipulasi dan menampilkannya. Contoh pengujian yang menggunakan hasil film radiography adalah “ Uji Tanpa Rusak Pada Sambungan Lasan Liner Kolam Iradiator Gamma “ dimana hasil dari pengujiannya adalah sebagai berikut: Pengujian menggunakan irradiator memiliki teknik yang bekerja berdasarkan interaksi antara radiasi nuklir sinar-ɣ dengan bahan yang diuji. Sinar-ɣ didapat dari peluruhan isotop radioaktif yang tidak stabil menuju ke keadaan stabil dengan melepaskan energi berupa sinar-ɣ. Sinar-ɣ saat berinteraksi dengan bahan akan mengalami tiga kondisi yakni dihamburkan/dipantulkan, diserap, dan ditranmisikan. Dalam hal yang terakhir maka radiasi tidak mengalami interaksi dengan atom dari bahan yang diuji. Untuk keperluan uji tanpa rusak ini kondisi kedua dan ketiga yang dimanfaatkan. Citra benda uji didapat dari perekaman terhadap intensitas radiasi yang ditransmisikan benda uji dan merupakan proyeksi dari keadaan benda uji. Proses pembentukan citra terjadi pada saat radiasi yang ditransmisikan I sebagai pembawa informasi cacat dari benda uji berinteraksi dengan medium perekam silver bromida yang dilapiskan pada plastik transparan. Energi radiasi ini memecahkan ikatan ionik silver bromida. Banyaknya molekul silver bromida yang terionisasi tergantung pada intensitas radiasi yang ditransmisikan I yang bervariasi sesuai dengan kondisi cacat pada benda uji. Apabila cacat berupa bahan penyerap radiasi maka I kecil dan sebaliknya bila cacat berupa rongga udara maka intensitas I besar. Intensitas I juga bervariasi terhadap ketebalan benda uji. Citra akan terbentuk pada saat dilakukan pemrosesan film. Proses ini sebenarnya sama dengan proses pencucian foto biasa. Dalam proses ini ion Ag akan dinetralkan dan membentuk atom Ag yang berwarna hitam. Oleh karena itu film yang telah diproses menampilkan variasi kehitaman sesuai dengan besar kecilnya intensitas I sebagai pembawa informasi kondisi benda ujiSuatu contoh dari hasil pengujian diperlihatkan pada Gambar 4.



Gambar 4. Gambar hasil uji menggunakan film radiografi.



VI.



Keuntungan dan kerugian Radiografi Keuntungan dari pengujian material dengan Radiografi: 1. Memberikan gambaran visual secara permanent 2. Dapat melakukan pemantauan pada bagian dalam material 3. Mendeteksi dan memperlihatkan dengan jelas bagian objek yang cacat 4. Memberikan data yang akurat mengenai kesalahan fabrikasi terhadap objek 5. Metode ini bisa digunakan untuk macam-macam objek Kerugian dari pengujian material dengan Radiografi: 1. Metode ini tidak bisa digunakan pada objek yang memiliki bentuk yang kompleks 2. Instrument atau peralatan yang digunakan cukup mahal 3. Resiko berbahaya bagi tubuh jika terpapar sinar x dan sinar gamma 4. Objek yang diuji harus sesuai dengan dua sisi pekerjaan



BAB 3 PENUTUP I. Kesimpulan Dari penjelasan diatas maka dapat disimpulkan bahwa Radiografi secara singkat dapat dinyatakan sebagai berikut: 1. Pengujian NDT (Non-Destructive Testing) digunakan untuk meningkatkan kualitas produksi dan kehandalan produk, komponen dan struktur inspeksi secara berkala, dapat mengurangi kejadian cacat dan mempunyai keuntungan tidak menyebabkan kerusakan pada komponen setelah inspeksi. 2. Transformator filamen ini akan memberi supplai sehingga mengakibatkan terjadinya pemanasan pada filamen tabung Roentgen, sehingga terjadi thermionic emission, dimana elektron-elektron akan membebaskan diri dari ikatan atomnya, sehingga terjadi elektron bebas dan terbentuklah awan-awan elektron. Perpindahan elektron ini akan menghasilkan suatu gelombang elektromagnetik yang panjang gelombangnya berbedabeda. Gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang 0,1 – 1 A° inilah yang kemudian disebut sinar X atau sinar Roentgen. 3. Radiografi ialah penggunaan sinar pengionan untuk membentuk bayangan benda yang dikaji pada film. Radiografi umumnya digunakan untuk melihat benda tak tembus pandang, misalnya bagian dalam tubuh manusia. 4. Material ditempatkan diantara sumber radiasi dan film. Ketebalan dan berat jenis suatu material sangat mempengaruhi terhadap jumlah radiasi yang diberikan. Radiasi film dan interaksi elektron yang dihasilkan screen mempengaruhi emulsi dan terionisasi logam suatu material bayangan catent proses film di developer bayangan hitam.Fixer adalah larutan asam yang berfungsi untuk melarutkan senyawa tertentu yang belum terkena cahaya dan untuk memperkuat dan mempertajam gambar hasil proses developer. 5. Berikut beberapa jenis yang dapat dihasilkan tergantung dari alat yang digunakannya: (Film Radiography; Real Time Radiography; Cumputed Tomography (CT); Digital; Radiography (DR); Computed Radiography (CR)). 6. Keuntungan dari pengujian material dengan Radiografi: (Memberikan gambaran visual secara permanent; Dapat melakukan pemantauan pada bagian dalam material;



Mendeteksi dan memperlihatkan dengan jelas bagian objek yang cacat; Memberikan data yang akurat mengenai kesalahan fabrikasi terhadap objek; Metode ini bisa digunakan untuk macam-macam objek). Kerugian dari pengujian material dengan Radiografi: (Metode ini tidak bisa digunakan pada objek yang memiliki bentuk yang kompleks; Instrument atau peralatan yang digunakan cukup mahal; Resiko berbahaya bagi tubuh jika terpapar sinar x dan sinar gamma; Objek yang diuji harus sesuai dengan dua sisi pekerjaan).



REFERENSI [1]



https://journal.unnes.ac.id/nju/index.php/JM/article/download/2624/2682



[2]



https://www.researchgate.net/publication/323171517



[3]



https://docplayer.info/50499762-Bab-iii-tinjauan-pustaka-3-1-pengertian-metodendt-non-destructive-testing.html



[4]



http://www.testindo.com/article/308/pengujian-ndt-radiografi



[5]



https://docplayer.info/49991801-Laporan-resmi-radiografi-test-disusun-olehakhmad-haris-zulkhamdi.html