Makalah Analisa Kegagalan NDT Liquid Penetrant [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang Pada proses pengelasan yang dilakukan pada material yang bersifat kelogaman kadang ditemukan kecacatan pada material yang diuji disebabkan karena banyak faktor, seperti kurang bagusnya bahan yang digunakan dan kurang sempurnanya proses pengelasan. Untuk mengetahui kecacatan yang terjadi pada material yang diuji sering digunakan NDT (Non Distructive Test). NDT (Non Distructive Test) sering digunakan untuk menguji suatu material tanpa merusak material itu sendiri disebabkan karena metode ini lebih efektif dan efesien dari pada metode-metode yang lain. Menggunakan metode NDT banyak manfaat yang didapat, seperti biaya yang relatif murah dan waktu yang tidak terlalu lama, sehingga kegiatan pengujian akan berjalan semakin optimal. Analisis ini diadakan agar praktikan mengetahui tata cara dan prosedur pengujian material dengan NDT menggunakan metode Liquid Penetrant Inspection. Dengan menggunakan metode ini kita bisa mengetahui proses pengujian dengan detail dan apakah terdapat kecacatan atau keretakan pada proses pengelasan tersebut. Selain itu praktikum ini juga berguna bagi praktikan untuk menilai baik buruknya suatu pengelasan.



1.2 Rumusan Masalah Untuk analisa yang dilakukan kali ini terdapat permasalahn yang akan dibahas, sebagai berikut. 1. Bagaimana prosedur uji NDT dengan metode Liquid Penetrant Test. 2. Bagaimana cara mengetahui kecacatan pada material uji setelah dilakukan pengujian.



1.3 Tujuan Analisa Adapun tujuan diadakannya analisa kegagalan material dengan Liquid Penetrant Test, sebagai berikut.



1



2.1 Mengetahui prosedur uji NDT dengan metode Liquid Penetrant Test. 2.2 Mengetahui cara analisa kecacatan pada material uji setelah dilakukan pengujian.



2



BAB II TINJAUAN PUSTAKA



2.1 Pengertian NDT NDT atau Non Destructive Testing ( Uji Tak Rusak) adalah salah satu pengujian yang dapat dilakukan pada suatu material, komponen, struktur, atau mengukur beberapa karakteristik tanpa merusak komponen atau material benda uji tersebut. NDT memainkan peran penting dalam memastikan bahwa komponen struktural dan sistem melakukan fungsi mereka secara efektif dan biaya yang optimum. Metode NDT bertujuan untuk mencari dan mengetahui karakteristik dan kondisi material, serta kekurangan yang mungkin menyebabkan komponen mengalami kegagalan, mencegah ledakan pipa, dan berbagai kegagalan yang kurang terlihat, tetapi dapat mengganggu kinerja unit. Tes



ini



dilakukan



dengan



cara



yang



tidak



mempengaruhi



fungsi



komponen,karena NDT memungkinkan bagian- bagian dan bahan- bahan yang akan diperiksa dan diukur tanpa merusak. Karena pemeriksaan dilakukan tanpa mengganggu struktur dan fungsi utama komponen, NDT memberikan keseimbangan yang sangat baik antara kontrol kualitas dan efektivitas biaya. Sehingga secara umum NDT berlaku untuk semua jenis inspeksi industri, termasuk logam dan struktur non logam. (Cahyandaru, 2014) & (Kurniawan, 2013). 2.2 Macam-Macam Metode Pengujian NDT 2.2.1



Magnetic Particle Inspection



Sebuah logam ferromagnetik apabila dialiri sebuah gaya magnet maka akan menjadi medan magnet. Apabila logam ferro magnetik tersebut terdapat sebuah keretakan atau sebuah patahan alamiah garis- garis medan magnet tersebut akan berpindah arah mencari kerapatan kembali dari logam ferromagnetik tersebut agar bisa membentuk kembali siklus magnet dari kutub utara menuju kutub selatan. Prinsip ini yang diaplikasikan pada pengujian tanpa merusak Magnetic Particle Inspection dimana patahan atau retakan diberi chemial atau cairan yang berisikan serbuk besi yang memiliki daya kapilaritas sehingga cairan tersebut 3



dapat berpenetrasi masuk samapi ke ujung patahan logam. (Purnama & yorgie, 2014).



2.2.2



Liquid Penetrant Inspection



Metode Liquid Penetrant Test merupakan metode NDT yang paling sederhana. Metode ini digunakan untuk menemukan cacat di permukaan terbuka dari komponen solid, baik logam maupun non logam, seperti keramik dan plastik fiber. Melalui metode ini, cacat pada material akan terlihat lebih jelas. Caranya adalah dengan memberikan cairan berwarna terang pada permukaan yang diinspeksi. Cairan ini harus memiliki daya penetrasi yang baik dan viskousitas yang rendah agar dapat masuk pada cacat dipermukaan material. Selanjutnya, penetrant yang tersisa di permukaan material disingkirkan. Cacat akan nampak jelas jika perbedaan warna penetrant dengan latar belakang cukup kontras. Seusai inspeksi, penetrant yang tertinggal dibersihkan dengan penerapan developer. Kelemahan dari metode ini antara lain adalah bahwa metode ini hanya bisa diterapkan pada permukaan terbuka. Metode ini tidak dapat diterapkan pada komponen dengan permukaan kasar, berpelapis, atau berpori.



2.2.3



Eddy Current Test



Inspeksi ini memanfaatkan prinsip elektromagnet. Prinsipnya, arus listrik dialirkan pada kumparan untuk membangkitkan medan magnet didalamnya. Jika medan magnet ini dikenakan pada benda logam yang akan diinspeksi, maka akan terbangkit arus Eddy. Arus Eddy kemudian menginduksi adanya medan magnet. Medan magnet pada benda akan berinteraksi dengan medan magnet pada kumparan dan mengubah impedansi bila ada cacat.Keterbatasan dari metode ini yaitu hanya dapat diterapkan pada permukaan yang dapat dijangkau. Selain itu metode ini juga hanya diterapkan pada bahan logam saja.



4



2.2.4



Visual Test



Sering kali metode ini merupakan langkah yang pertama kali diambil dalam NDT. Metode ini bertujuan menemukan cacat atau retak permukaan dan korosi. Dalam hal ini tentu saja adalah retak yang dapat terlihat oleh mata telanjang atau dengan bantuan lensa pembesar ataupun boroskop.



2.2.5



Ultrasonic Inspection



Prinsip yang digunakan adalah prinsip gelombang suara. Gelombang suara yang dirambatkan pada spesimen uji dan sinyal yang ditransmisi atau dipantulkan diamati dan interpretasikan. Gelombang ultrasonic yang digunakan memiliki frekuensi 0.5 – 20 MHz. Gelombang suara akan terpengaruh jika ada void, retak, atau delaminasi pada material. Gelombang ultrasinic ini dibnagkitkan oleh tranducer dari bahan piezoelektri yang dapat menubah energi listrik menjadi energi getaran mekanik kemudian menjadi energi listrik lagi.



2.2.6



Radiography Inspection



Metode NDT ini dapat untuk menemukan cacat pada material dengan menggunakan sinar X dan sinar gamma. Prinsipnya, sinar X dipancarkan menembus material yang diperiksa. Saat menembus objek, sebagian sinar akan diserap sehingga intensitasnya berkurang. Intensitas akhir kemudaian direkam pada film yang sensitif. Jika ada cacat pada material maka intensitas yang terekam pada film tentu akan bervariasi. Hasil rekaman pada film ini lah yang akan memeprlihatkan bagian material yang mengalami cacat.



2.3 Kelebihan dan Kekurangan NDT 2.3.1



Kelebihan



Keuntungan terbesar jika menggunakan NDT (Non Destructive Test) adalah tidak memerlukan waktu yang lama dan juga biaya yang relative tidak terlalu besar. Dan keuntungan yang lain adalah : 1. Tidak memerlukan peralatan yang terlalu banyak.



5



2. Bisa mengetahui cacat pada permukaan benda berpori dan juga bisa mengetahui letak kecacatan yang ada pada material. 3. Peka terhadap kecacatan yang relative kecil.



2.3.2



Kekurangan



Selain memiliki kelebihan, metode NDT juga masih memiliki kekurangan. Kekurangan yang paling terlihat dari penggunaan NDT adalah : 1. Pengujian hanya terbatas pada specimen yang diuji. 2. Membutuhkan tingkat kebersihan yang tinggi. 3. Hanya terbatas menguji pada permukaan yang kasar atau berposi.



6



BAB III METODE PENELITIAN



Dalam melaukan suatu penelitian ada beberapa hal yang harus diperhatikan bagi praktikan yaitu bahan, peralatan, flowchart dan prosedur praktikum. 3.1 Bahan Adapun bahan yang digunakan sebagai berikut : 1. Baja ST-37 2. Liquid Penetrant 3. Developer



3.2 Peralatan Peralatan yang digunakan sebagai berikut : 1. Kertas Gosok (Amplas) 2. Kain lap halus 3. Pembersih (cleaner) 4. Jangka sorong 5. Kamera HP 6. Sarung tangan 7. Masker



3.3 Flowchart Penelitian Berikut ini prosedur yang dilakukan pada penelitian kegagalan material dengan Non Destructive Test (NDT) metode Liquid Penetrants Inspection dalam bentuk flowcart :



7



Gambar 3.1 Flowchart prosedur pelaksanaan praktikum



3.4 Prosedur Pelaksanaan Penelitian Adapun prosedur penelitian kali ini, sebagai berikut : 1. Mempersiapkan alat dan bahan. 2. Mengukur specimen benda kerja menggunakan jangka sorong. 3. Membersihkan benda kerja dengan kertas gosok. 4. Membersihkan bagian permukaan benda kerja dengan kain lap halus. 5. Membersihkan permukaan benda kerja dengan menyemprotkan cleaner. 8



6. Menghapus cleaner dengan kain pada permukaan benda kerja dan ditunggu sampai kering. 7. Menyemprotkan cairan penetrant pada daerah yang diselidiki dan membiarkannya selama 5-10 menit. 8. Menghapus penetrant dari permukaan benda kerja dengan kain lap. 9. Menghapus benda kerja dengan kain lap agar tidak ada sisa penetrant pada permukaan benda kerja. 10. Menyemprotkan



developer



pada



permukaan



benda



kerja,



membiarkannya selama 5-10 menit. 11. Mengamati garis-garis merah atau bercak merah maka itulah indikasi terdapat kecacatan. 12. Menganalisa keretakan yang ada pada benda kerja. 13. Catat dan foto hasil pengamatan yang diperoleh.



9



BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN



Setelah melaakukan kegiatan penelitian dan analisa dapat diperoleh data sebagai berikut. 4.1 Gambar 2D Spesimen Praktikum ini menggunakan Baja ST-37 dengan dimensi sebagai berikut : Panjang



= 81,5 mm



Lebar



= 52,45 mm



Tebal bawah = 2,07 mm Tebal atas



= 5,25 mm



Gambar 4.1 2D Baja ST-37



10



4.2 Proses Pengujian Berikut adalah proses pengujian material Baja ST-37 menggunakan NDT dengan metode Liquid Penetrant Inspection.



Gambar 4.2 Baja ST-37 Pada kegiatan kali ini menggunakan material Baja ST-37. Baja ini harus dibersihkan dahulu dengan menggunakan kertas gosok untuk menghilangkan kerak pada daerah sekitar pengelasan sampai bersih.



Gambar 4.3 Pengukuran benda uji Sebelum dibersihkan dengan kertas gosok, material diukur dengan menggunakan jangka sorong. Terdapat 6 bagian yang masuk dalam kategori



11



pengukuran, diantaranya panjang benda bawah, ketebalan benda bawah, tinggi, ketebalan benda atas, jarak tengah, panjang benda atas.



Gambar 4.4 Proses pembersihan benda uji Proses pembersihan Baja ST-37 dilakukan dengan cara menggosok Baja ST-37 dengan kertas gosok sehingga baja menjadi lebih bersih dari kerak.



Gambar 4.5 Proses pembersihan permukaan baja dengan kain lap halus Membersihkan material yang telah digosok dengan kain lap, sehingga permukaan tampak lebih halus dan bersih.



12



Gambar 4.6 Membersihkan permukaan baja dengan cleaner Langkah selanjutnya adalah menyemprotkan cleaner ke bagian permukaan material yang akan diuji. Fungsi cleaner sendiri adalah untuk membersihkan permukaan yang diuji. Setelah itu dibersihkan permukaannya dengan kain lap.



Gambar 4.7 Proses penyemprotan cairan penetrant Langkah selanjutnya adalah menyemprotkan cairan penetran pada permukaan lasan yang akan diuji, kemudian di diamkan selama 5-10 menit supaya cairan penetrant dapat masuk ke celah/crack jika lasan terdapat celah/crack-nya. Setelah 5-10 menit, permukaan material dibersihkan dengan lap.



13



Gambar 4.7 Proses penyemprotan developer Setelah



semua



langkah



dilakukan,



langkah



berikutnya



adalah



menyemprotkan cairan developer pada permukaan lasan yang tadi sudah disemprotkan cairan penetran. Kemudian di diamkan selama 5-10 menit.



Gambar 4.8 Pengamatan bercak merah (cacat) pada material Langkah terakhir adalah mengamati dan menganalisa adanya bercak merah sebagai indikasi terdapat keretakan pada permukaan lasan.



4.3 Analisa Kecacatan Keterangan benda : Panjang benda bawah



= 81,5 mm



Ketebalan benda bawah



= 2,07 mm



Tinggi



= 56,75 mm



14



Ketebalan benda atas



=5,25 mm



Jarak tengah



= 23,6 mm



Panjang benda atas



= 80,5 mm



Gambar 4.8 Baja ST-37 Gambar diatas merupakan benda yang sudah dibersihkan dengan kertas gosok dan cleaner. Pada bagian tengah benda nampak mengkilat dan bersih dari kerak dan kotoran.



Gambar 4.9 Proses pemberian cairan penetrant



15



Dari gambar diatas dapat diamati bahwa pada bagian lasan benda terdapat warna kemerahan, warna tersebut akibat cairan penetrant yang disemprotkan pada benda uji mengidentifikasi kecacatan yang terdapat pada benda uji.



Gambar 4.10 Material yang telah diberi cairan developer Dari gambar di atas dapat diketahui cacat yang terdapat pada benda. Pada gambar tersebut terdapat 3 titik kecacatan, yaitu yang ada tanda bercah merah. Sedangkan pada masing-masing ujung diberi toleransi kecacatan sejauh 0,5 cm, karena pada tempat tersebut rawan terjadi kesalahan. Cacat tersebut terjadi karena beberapa faktor, salah satunya adalah teknik pengelasan yang kurang ahli. Dampaknya adalah bisa menyebabkan turunnya kualitas material.



16



BAB V PENUTUP



5.1 Simpulan Setelah dilakukan analisa tentang Non Destructive Test dengan metode Liquid Penetrant Inspection, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut. 1. Proses inspeksi pengujian NDT dengan metode Liquid Penetrant Inspection adalah sebagai berikut : a. Membersihkan Baja ST-37 dengan kertas gosok, kemudian dibersihkan kembali dengan cleaner. b. Menyemprotkan cairan penetrant dan di diamkan selama 510 menit. c. Membersihkan Baja ST-37 dengan menggunakan kain lap, kemudian



menyemprotkan



developer



pada



daerah



pengelasan dan di diamkan selama 5-10 menit. d. Mengamati bercak-bercak yang terjadi pada specimen. Bercak tersebut menunjukkan adanya kecacatan pada pengelasan. 2. Apabila terjadi kecacatan terhadap Baja ST-37 yang diuji dengan



NDT



menggunakan



metode



Liquid



Penetrant



Inspection, maka dapat terlihat bercak-bercakk merah yang terdapat pada sambungan las dari specimen uji. Berdasarkan hasil pengujian kecacatan pada material bisa terjadi karena adanya human error pada proses pengelasan. 5.2 Saran 1. Perlu adanya peningkatan pada human skill, supaya kecacatan dapat di minimalisir. 2. Kesehatan dan keselamatan harus diutamakan agar tidak terjadi kecelakaan kerja.



17



DAFTAR PUSTAKA



Bagus. I. Putra. A. (2012). Analisis Perbandingan Metode MPI Menggunakan Yoke AC dan Permanen Magnet Untuk Pendeteksian Panjang Retak Permukaan yang Dilapisi Cat Pada Sambungan Las di Kapal. Jurnal Teknik Pomits, Vol. I, No. I Cahyandaru, N. (2014). Penerapan NDT ( Non-Destructive Test) untuk Analisis Pelapukan Cagar Budaya Menggunakan Alat XRF; Studi Kasus Candi Mendut . Jurnal Konservasi Cagar Budaya Borobudur, 42-45. Kurniawan, Diar. (2013). NON DESTRUCTIVE TEST.Edisi1.pln corporate university. Jakarta. Priyandoko, G. (2013). Perbedaan laju dan bentuk korosi pada baja st37 yang dilapisi krome dan krome berdasar lapisan nikel yang diexpose dalam media air laut. Skripsi jurusan teknik mesin fakultas teknik UM. Purnama, d., & yorgie. (2014). INSPEKSI SAMBUNGAN LAS PADA H BEAM ROOF STRUCTURE TANGKI. Prosiding Seminar Nasional Aplikasi Sains & Teknologi (SNAST) 2014 (hal. b-128). Yogyakarta: Politeknik Negeri Jakarta.



18