Prinsip Dasar Ultrasonic Testing

Ultrasonic Testing (UT) Merupakan salah satu metode Non Destructive Testing yang menggunakan energi suara frekuensi tinggi untuk melakukan proses pengujian atau proses pengukuran. Metode UT bisa digunakan untuk deteksi cacat, evaluasi material, pengukuran dimensi, analisis karakteristik material dan lainnya.  Sebagai ilustrasi dari prinsip inspeksi dasar UT, pada gambar 1 merupakan konfigurasi jenis puls echo dapat dijadikan sebagai bahan pembelajaran. 

Peralatan UT terdiri dari beberapa bagian yang memiliki fungsi dan perannya maing-masing seperti Pulser/receiver, tranducer, dan display. Pulser/receiver adalah peralatan elektronik yang dapat memproduksi pulsa elektrik bertegangan tinggi. Dikendalikan oleh pulser, tranduser memproduksi energi ultrasonic berfrekuensi tinggi. Energi ultrasonic tersebut dikeluarkan dan disebarkan melintasi material uji dalam bentuk gelombang. Jika terdapat discontinuity (seperti crack) pada lintasan gelombang, sebagian energi akan direfleksikan kembali dari permukaan discontinuity tersebut. Gelombang sinyal yang direfleksikan tersebut dirubah menjadi sinyal elektrik oleh tranduser dan ditampilkan pada display. Pada ilustrasi dibawah, kekuatan sinyal yang direfleksikan ditampilkan pada pada grafik display signal strength versus selisih waktu antara sinyal dipancarkan dan diterima kembali oleh tranduser. Selisih waktu tersebut juga dapat merepresentasikan jarak perjalanan sinyal melewati material uji. Dari sinyal tersebut kita dapat mengetahui lokasi dari discontinuity, ukuran, orientasi, dan lainya.

Gambar 1. konfigurasi sederhana puls echo

Ultrasonic Inspection adalah salah satu metode NDT yang bermanfaat dan serbaguna. Beberapa keunggulan dari UT diantaranya:

•  Sensitif terhadap discontinuity yang ada pada surface maupun subsurface dari benda uji
•  Kedalaman jangkauan pendeteksian discontinuity menggunakan UT lebih baik daripada metode NDT lainya
• Hanya butuh akses dari satu sisi benda uji saja (metode UT pulse-echo)
• Tingkat keakuratan yang tinggi dalam menentukan posisi discontiouity, serta estimasi bentuk dan ukurannya
• Peralatan yang sederhana
• Peralatan elektronik yang digunakan pada UT memberikan hasil pengujian secara instant
• Gambaran terperinci dari hasil pengujian dapat diperoleh dengan automated system
• dapat digunakan untuk penggunaan lainya, seperti pengukuran ketebalan

seperti metode NDT lainya, UT juga punya beberapa batasan dan kelemahan diantaranya:

• Permukaan benda uji harus dapat diakses untuk mentransmisikan gelombang ultrasonic
• Skill dan training yang dibutuhkan untuk menjadi UT-Man handal lebih luas disbanding metode NDT lainnya
• Membutuhkan media perantara untuk mentransfer energi suara pada material uji
• Material yang permukaanya kasar, bentuknya itrguler, terlalu kecil, terlalu tipis, atau tidak homogen, agak susah kalau menggunakan UT 
• Besi tempa dan  material yang memiliki butiran kasar sangat sulit diispeksi karena transmisi suara akan rendah dan banyak terjadi noise
• Kalau ada defec yang orientasinya parallel dengan arah rambatan gelombang ultrasoniknya, biasanya sulit terdeteksi
• Butuh reference standard untuk kalibrasi alat dan analisis karakteristik dari sinyal yang ditangkap tranducer

Dari introduction diatas sudah saya gambarkan tentang prinsip dasar Ultrasonic Testing. Untuk menambah pemahaman kawan-kawan tentang UT, masih banyak artikel yang saya sediakan untuk agan-agan semua.

 __Syamsun Akbar Maulana__

___Pustaka___

• www.ndt-ed.org 
• www.virtualengg.com

___Revisi___

1. ..
2. ..

Getaran

Gerak yang terjadi secara berulang dalam selang waktu yang sama disebut gerak periodik^[1]. Karena gerak tesebut terjadi secara teratur maka disebut juga sebagai gerak harmonik. Apabila suatu partikel melakukan gerak periodik pada lintasan yang sama maka gerak tersebut disebut osilasi atau getaran.Getaran didefinisikan sebagai gerak periodik suatu titik masa pada lintasan yang sama. Getaran dikelompokkan menjadi dua kelompok besar, yaitu getaran bebas dan getaran paksa. 

1. Getaran Bebas

Getaran bebas adalah getaran yang terjadi jika sistem berosilasi karena bekerjanya gaya dalam sistem itu sendiri (inherent), dan jika tidak ada gaya luar yang bekerja^[2]. Semua sistem yang memiliki masa dan elastisitas dapat mengalami getaran bebas. Hal yang menarik untuk sistem tersebut adalah frekuensi natural getarannya. Sistem yang bergetar bebas akan bergetar pada satu atau lebih frekuensi naturalnya, yang merupakan sifat sistem dinamika yang dibentuk oleh distribusi masa dan kekakuannya.

Menurut Tipler (1991), frekuensi natural sebuah benda didefinisikan sebagai frekuensi benda tersebut ketika tak ada gaya paksa atau gaya redaman. Bila ada suatu gaya luar yang bekerja pada sistem tersebut dengan frekuensi mendekati atau sama dengan frekuensi naturalnya, maka benda tersebut akan mengalami resonansi.

Perioda natural osilasi dibentuk dari persamaan (2.1)

Dan frekuensi natural adalah 

Dimana k adalah kekakuan struktur dan m adalah masa dari struktur tersebut. Nilai k pada batang kantilever sederhana dapat didefinisikan sebagai berikut

  Dengan 

 

Dimana            E          = modulus elastisitas

I           = momen inersia permukaan 

                        L          = panjang bentangan kantilever

                        b          = lebar batang kantilever

                        h          = tebal batang kantilever

2. Getaran Paksa

Getaran paksa dapat didefinisikan sebagai suatu sistem yang mendapat gaya luar. Getaran paksa adalah sistem getaran yang sungguh-sungguh ada dan ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Pada sistem tersebut, disamping ada pengaruh redaman dari medium sekitar, terdapat juga pengaruh gaya luar baik bersifat konstan maupun berubah periodik terhadap waktu.

Jika frekuensi eksistasi mendekati atau tepat dengan salah satu frekuensi natural dari sistem maka kondisi tersebut disebut dengan resonansi yang menyebabkan osilasi dengan amplitudo besar. Failure struktur utama jembatan, bangunan atau sayap pesawat terbang merupakan kemungkinan dari adanya fenomena resonansi^[3]. Perhitungan natural frekuensi menjadi salah satu hal terpenting pada telaah getaran.

Osilator paksa dapat diperlakukan secara matematis dengan menganggap bahwa disamping gaya pemulih dan gaya redaman, osilator mengalami gaya eksternal, gaya paksa, yang berubah harmonis terhadap waktu menurut persamaan^[2].

 

Dengan  merupakan frekuensi sudut gaya paksa, yang umumnya tidak berhubungan dengan frekuensi alamiah sistem.

 __Syamsun Akbar Maulana__

___Pustaka___

• Sutrisno, Fisika Dasar Jilid 1, ITB, Bandung, 1986
• Tipler, P.A., Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan), Penebit Erlangga, Jakarta,1998
• Rasagama, I. Gede, Modul Pengajaran Mata Kuliah Fisika Terapan,    Polban, Bandung, 2006
• Laporan TA Akbar

___Revisi___

1. ..
2. ..

NDT Pada Industri Penerbangan

Seberapa Penting NDT bagi Industri Penerbangan......???

Dalam industri kedirgantaraan, NDT dapat membuat perbedaan antara hidup dan mati. Komponen Pesawat diperiksa sebelum dirakit menjadi pesawat dan kemudian secara berkala diperiksa sepanjang masa baktinya. Tiap bagian Pesawat dirancang seringan maungkin, tapi tetap harus bisa menjalankan fungsinya denga baik. Oleh karena itu, komponen–komponen yang ada di pesawat umumnya menahan beban yang relative tinggi terhadap kekuatan material itu sendiri. Sebuah cacat yang kecil sekalipun dapat menyebabkan kegagalan fungsi komponen tersebut. 

Karena pesawat dioperasikan CYCLLED (loading unloading) ketika dia terbang, landing, taxi, dan cabin yang pressurized, banyak komponen yang renta terhadap crack yang disebabkan fatigue (fatigue crack) setelah sekian lama komponen itu digunakan. Kalo Agan gak familiar dengan istilah “fatigue crack” coba amati kalau kita membengkokkan kawat baja seacra bolak-balik, tekuk kekiri-kanan-kiri-kanan,,,,, apa yang terjadi?? Kawat itu akan patah. Itu gambaran sederhana dari fatigue. Bahkan ketika suatu komponen dibebani dengan beban yang ringan jauh dibawah kemampuan benda tersebut menahan beban, tetap aja dapat mengakibatkan fatigue crack setelah penggunaanya dalam jangka waktu yang lama. Inilah yang terjadi di dalam pesawat terbang. Setelah penggunaan beberapa lama, fatigue crack mulai tumbih pada beberapa komponen. 

Crack juga dapat timbul karena pemicu lain seperti sambaran petir, hard landing, dan lain sebagainya. Walaupun pesawat memiliki system perlindungan terhadap sambaran petir, tapi kadang-kadang juga terjadi crack pada titik sambaran petirnya, contohnya dapat dilihat pada Gambar xxx.

 

Masalah lain yang dimiliki pesawat adalah serangan korosi. Ketika pesawat landing, kemudian pramugari cantik membuka pintu pesawatnya, celah-celah kecil pada bagian dalam pesawat sering terisi oleh uap air yang hangat. Ketika pesawat mengudara, dan mencapai ketinggian tertentu, skin dari pesawat menjadi sangat dingin karena pengaruh temperature udara luar yang bisa mencapai puluhan derajat dibawah Nol. Hal ini menyebabkan munculnya uap air dalam pesawat yang terkondensasi pada permukaan skin bagian dalam. Air akan terkumpul pada bagian bawah pesawat dan menjadi elektrolit yang memicu terjadinya korosi.

Berita baiknya adalah pesawat dirancang untuk menahan kemungkinan crack serta serangan korosi tanpa harus menyita perhatian para mekanik. Proses yang ketat diterapkan dalam perancangan pesawat yang memungkinkan suatu komponen diberi toleransi kerusakan sebelum komponen tersebut benar-benar gagal beroperasi. Bahkan ketika komponen itu mengalami kegagalan ketika difungsikan, hal tersebut tidak secara signifikan mempengaruhi performa pesawat ketika beroperasi. Disini peran NDT dibutuhkan. Tugas dari Inspektor NDT adalah menemukan kerusakan komponen tersebut sebelum kerusakannya melewati batas toleransi dan menimbulkan masalah besar.

Metode NDT Apa Yang Digunakan......??? 

Lebih dari 80 persen inspeksi pada pesawat menggunakan metode visual. Secara berkala para inspector menginspeksi bermacam komponen pada pesawat terhadap tanda-tanda kerusakan. Selama menjalani heavy maintenance, banyak interior pesawat yang dicopot supaya inspector bisa melihat kerusakan pada bagian dalam pesawat. Tapi tetep aja gak semua area bisa diakses dengan inspeksi visual dan gak semua kerusakan dapat dideteksi dengan metode itu.  Oleh karena itu NDT memainkan peran penting dalam memeriksa pesawat terbang secara menyeluruh. 

Metode NDT memungkinkan para Inspektor untuk menginspeksi area pada peswat yang sulit tanpa harus membongkar struktur untuk mendapatkan akses ke area inspeksi. Metode NDT juga memungkinkan para inspector untuk mendetaksi kerusakan yang relative kecil untuk dideteksi menggunakan metode visual. Metode eddy current dan ultrasonic testing digunakan secara luas untuk mendeteksi crack kecil yang sulit dideteksi dengan metode lain. Teknik ini juga digunakan untuk mengukur ketebalan skin pesawat dari sisi luar dan juga dapat mendeteksi penipisan lapisan akibat korosi pada permukaan skin bagian dalam. Beda lagi dengan X-Ray, teknik ini digunakan untuk menemukan cacat yang terkubur dalam struktur dan untuk menemukan lokasi dimana air telah meresap pada suatu struktur. Makanya gan…. Metode-metode tersebut membutuhkan tenaga professional yang mampu melaksanakan inspeksi dengan beberapa teknik NDT untuk mendapatkan hasil yang akurat tentang kondisi pesawat yang diperiksanya.

Jadi gak salah dong kalo saya mengatakan bahwa keberhasilan industri pesawat terbang terganntung pada NDT?? Tanpa adanya NDT, biaya perawatan psawat dan operasional alan meningkat drastic, sementara safety-nya malah menurun. NDt memainkan peranan penting dalam menjaga model transportasi udara sebagai model transportasi yang aman.

 __Syamsun Akbar Maulana__

___Pustaka___

• www.ndt-ed.org 
• www.flightstar.com

___Revisi___

1. ..
2. ..

Non Destructive Testing (NDT)

Apa Itu NDT........???

Nondestructive Testing (NDT) atau dalam bahasa Indonesia dikenal sebagau Uji Tak Rusak (UTR), adalah bidang keahlian interdisipliner yang memainkan peran penting dalam memastikan bahwa komponen dari suatu struktur atau sistem melaksanakan fungsinya secara baik, efektif, dapat diandalkan dan dengan biaya yang terjangkau. Para pioneer NDT mendefinisikan dan mengimplementasikan metode ini sebagai metode untuk menemukan kemungkinan adanya cacat serta karakteristik suatu material yang mungkin menyebabkan pesawat mengalami gangguan, kegagalan reaktor, tergelincirnya kereta api, pipa meledak, dan berbagai peristiwa lainnya.

NDT dilakukan dengan teknik yang tidak merusak, atau mempengaruhi fungsi dari objek yang diuji dimasa yang akan datang. Karena NDT dilakukan tanpa mewariskan kerusakan, NDT memberikan keseimbangan yang sangat baik antara pengendalian kualitas dan efektivitas biaya. Secara umum, NDT berlaku untuk inspeksi industri. Teknologi yang digunakan dalam NDT mirip dengan yang digunakan dalam industri medis, Cuma beda objeknya aja.

Apa Bedanya Dengan NDE......??? 

Nondestructive evaluation (NDE) adalah istilah yang sering digunakan bersamaan dengan NDT. Sebenernya si gak jauh beda. Namun secara teknis, NDE digunakan untuk menggambarkan pengukuran yang lebih kuantitatif secara alam. Sebagai contoh, metode NDE gak hanya menemukan cacat, tetapi juga digunakan untuk mengetahui karakteristik cacatnya yang seperti ukuran, bentuk, dan orientasinya. NDE dapat digunakan untuk menentukan sifat material, seperti ketangguhan retak (fracture toughness), sifat mampu bentuk (formability), dan karakteristik fisik lainnya.

Beberapa Metode NDT/NDE yang umum digunakan...... 

Banyak orang yang sudah akrab dengan beberapa teknologi yang digunakan dalam NDT/NDE dari penggunaanya dalam industri medis. Contohnya di klinik ibu hamil. Disana telah dikenal USG sebagai metode untuk mengetahui kondisi janin menggunakan prinsip Ultrasonik. Ada juga foto X-ray untuk mengetahui kerusakan pada tulang akibat kecelakaan. Dan masih banyak lagi. USG dan X-ray hanya beberapa teknologi yang digunakan dalam bidang NDT / NDE. Ada banyak metode lain yang digunakan. Namun metode yang sering digunakan hanya beberapa dan diuraikan dibawah ini

1. Visual and Optical Testing (VT)  

Metode NDT paling mendasar adalah pemeriksaan visual. Visual testing dilakukan dengan hanya melihat benda yang diuji menggunakan mata untuk melihat apakah ketidaksempurnaan permukaan yang terlihat. Dapat juga digunakan alat Bantu berupa kamera dan perlengkapan computer untuk membantu penglihatan dan menjangkau tempat-tempat uang sulit dilihat secara langsung, 

2. Radiography (RT) 

RT menggunakan penetrasi sinar  gamma atau X-Ray pada benda uji untuk mencari cacat atau memeriksa fitur internal atau tersembunyi. Sebuah generator X-ray atau isotop radioaktif digunakan sebagai sumber radiasi. Radiasi diarahkan melalui benda uji dan pada film atau detektor lainnya. The shadowgraph yang dihasilkan menunjukkan fitur internal dan kondisi fisik benda uji. Ketebalan benda uji dan perubahan densitas terlihat sebagai warna yang lebih terang atau lebih gelap pada film atau detektor.

3. Magnetic Particle Testing (MT) 

Metode NDT ini dilakukan dengan menginduksi medan magnet pada benda uji yang bersifat feromagnetik dan kemudian menaburkan partikel besi pada permukaan uji ( partikel kering atau dilaritkan dalam cairan). Cacat pada permukaan dan dekat-permukaan (subsurface) akan mengganggu aliran medan magnet di dalam benda uji dan mengakibatkan beberapa garis magnet bocor keluar di permukaan (Flux leakage). Partikrl besi akan tertarik dan terkonsentrasi di lokasi kebocoran fluks magnet. Hal ini menghasilkan indikasi cacat pada permukaan material. Gambar di bawah menunjukkan komponen sebelum dan setelah pemeriksaan menggunakan partikel magnetik kering.

4. Ultrasonic Testing (UT)

Dalam pengujian ultrasonik, gelombang suara frekuensi tinggi ditransmisikan pada benda uji untuk mendeteksi ketidaksempurnaan atau untuk mencari perubahan pripertis material benda uji. Teknik pengujian yang paling umum digunakan adalah pulse-echo, dimana suara ditembakkan ke dalam benda uji dan refleksi (echo) dari ketidaksempurnaan internal atau permukaan geometris akan kembali ke receiver. Berikut adalah contoh dari pemeriksaan pengelasan menggunakan UT. Perhatikan indikasi yang naik ke batas atas layar. Indikasi ini diproduksi oleh suara yang dipantulkan dari sebuah cacat dalam sambungan las.

 

5. Penetrant Testing (PT)

Dengan metode pengujian ini, benda uji dibasahi dengan cairan yang mengandung pewarna visible atau fluorescene. Cairan tersebut akan meresap pada celah atau discontinuity yang diindikasikan sebagai cacat. Setelah cairan meresap, kelebihan cairan pada permukaan benda uji dibersihkan. Developer kemudian disemprotkan untuk menarik keluar penetran dari cacat  Perbedaan warna yang kontras antara developer dan cairan penetran yang muncul keluar merepresentasikan suatu indikasi cacat.

 

6. Electromagnetic Testing (ET) 

Ada beberapa metode pengujian elektromagnetik tetapi fokus di sini akan pada pengujian eddy current. Dalam pengujian eddy current, arus listrik (arus eddy) dihasilkan dalam material uji akibat perubahan medan magnet. Kekuatan arus eddy ini dapat diukur. Cacat pada benda uji menyebabka interupsi pada aliran eddy current, interupsi inilah yang diamati oleh Inspektor sebagai indikasi adanya cacat atau perubahan lainnya pada benda uji. Eddy current juga dipengaruhi oleh konduktifitas elektrik dan sifat permeability dari benda uji. 

7. Leak Testing (LT)

Beberapa teknik digunakan untuk mendeteksi dan menemukan kebocoran pada bejana bertekanan, pipa, dan struktur lainya. Kebocoran dapat dideteksi dengan menggunakan perangkat elektronik leak test, pressure gauge measurements, teknik penetran dan gas, atau tes gelembung sabun sederhana.

8. Acoustic Emission Testing (AE) 

Ketika sebuah materi padat mengalami stres, ketidaksempurnaan  pada material akan memancarkan energi akustik pendek yang disebut "emisi." Seperti dalam pengujian ultrasonik, emisi akustik dapat dideteksi dengan receiver khusus. Sumber emisi dapat dievaluasi melalui studi intensitas dari emisi yang ditangkap dan waktu kedatangan untuk mengumpulkan informasi (seperti lokasi) tentang sumber-sumber emisi tersebut.

 __Syamsun Akbar Maulana__

___Pustaka___

• www.ndt-ed.org
• www.namicon.com
• www.ltci.co.uk
• www.radiography-ndt.com

___Revisi___

1. ..
2. ..

Definisi Maintenance

Menurut CASR Part 1"Maintenance" berarti inspeksi, repair, pemeliharaan, dan penggantian part, tapi tidak termasuk tindakan pencegahan
Menurut CASR Part 65: “Aircraft Maintenance” adalah pekerjaan yang dibutuhkan untuk menjaga pesawat tetap dalam kondisi layak terbang is Tasks required to ensure the continuing airworthiness of an aircraft including methods and procedures for the overhaul, repair, inspection, replacement, modification or defect rectification of aircraft structures, components and systems in accordance with the methods prescribed in the relevant Maintenance Manuals and the applicable Standards of airworthiness.