Bab 2penetrant Test.docx

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

KELOMPOK 6

LAB UJI BAHAN PRAKTIKUM 2 PENETRANT TEST

PRAKTIKUM DT-NDT

PRODI KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

BAB II PENETRANT TEST 2.1 Pendahuluan 2.1.1 Latar belakang Evaluasi atau inspeksi terhadap suatu diskontinuitas pada konstruksi

yang

menggunakan

material

logam,

sebaiknya

dilakukan secara rutin, untuk mengurangi resiko terjadinya kecelakaan kerja, dan juga akan mempermudah perawatannya. Untuk melaku kan pengevaluasian atau inspeksi tersebut diperlukan suatu metoda pengujian yang sekiranya mampu mendeteksi keberadaan diskontinuitas pada suatu logam material. Uji liquid penetrant merupakan salah

satu

metoda

pengujian jenis NDT (Non–Destructive Test) yang relatif mudah dan

praktis

untuk

dilakukan.

Uji liquid penetrant ini

dapat

digunakan untuk mengetahui diskontinuitas halus pada permukaan seperti retak, berlubang atau kebocoran. Pada prinsipnya metoda 2.1.2

pengujian denganliquid penetrant memanfaatkan daya kapilaritas. Tujuan Adapun beberapa tujuan sebagai berikut. a. Tujuan Umum Mahasiswa mampu melakukan pengujian Non-Destructive Test dengan liquid penetrant. b. Tujuan Khusus Mahasiswa mampu menjelaskan syarat-syarat suatu komponen yang dapat diuji dengan liquid penetrant dan mampu menjelaskan jenis-jenis diskontinuitas yang mampu dideteksi dengan liquid penetrant.

2.2 Dasar Teori

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

LAB UJI BAHAN PRAKTIKUM 2 PENETRANT TEST

KELOMPOK 6 PRAKTIKUM DT-NDT

PRODI KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

Pemeriksaan atau inspeksi terhadap suatu diskontinuitas pada konstruksi yang menggunakan material logam, sebaiknya dilakukan secara rutin, untuk mengurangi resiko terjadinya kecelakaan kerja, dan juga akan mempermudah perawatannya. Untuk melakukan pemeriksaan atau inspeksi tersebut diperlukan suatu metode pengujian yang sekiranya mampu mendeteksi keberadaan diskontinuitas pada suatu logam material. Uji liquid penetrant merupakan salah satu metode pengujian jenis NDT (Non-Destructive Test) yang relatif mudah dan praktis untuk dilakukan. Uji liquid penetrant bini dapat digunakan untuk mengetahui diskontinuitas halus pada permukaan seperti retak, berlubang atau kebocoran. Pada prinsipnya metode pengujian dengan liquid penetrant memanfaatkan daya kapilaritas. Liquid penetrant dengan warna tertentu (merah) meresap masuk kedalam diskontinuitas, kemudian liquid penetrant tersebut dikeluarkan dari dalam diskontinuitas dengan menggunakan cairan pengembang (developer) yang warnanya kontras dengan liquid penetrant (putih). Terdeteksinya diskontinuitas adalah dengan timbulnya bercak-bercak merah (liquid penetrant) yang keluar dari dalam diskontinuitas. Diskontinuitas yang mampu dideteksi dengan pengujian ini adalah diskontinuitas yang bersifat terbuka dengan prinsip kapilaritas seperti pada gambar.

Deteksi diskontinuitas dengan

cara ini tidak terbatas pada ukuran, bentuk arah diskontinuitas, struktur bahan maupun komposisinya. Liquid penetrant dapat meresap kedalam celah diskontinuitas yang sangat kecil. Pengujian penetrant tidak dapat mendeteksi kedalaman dari diskontinuitas. Proses ini banyak digunakan untuk menyelidiki keretakan permukaan (surface cracks), kekeroposan (porosity), lapisanlapisan bahan, dll.

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

LAB UJI BAHAN PRAKTIKUM 2 PENETRANT TEST

KELOMPOK 6 PRAKTIKUM DT-NDT

PRODI KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

Penggunaan uji liquid penetrant tidak terbatas pada logam ferrous dan non ferrous saja tetapi juga pada ceramics, plastic, gelas, dan benda-benda hasil powder metalurgi. Berikut adalah Gambar 2.1 yang menunjukkan proses kapilaritas liquid penetrant pada spesimen uji.

Gambar 2.1 Proses kapilaritas pada spesimen uji Penggunaan uji liquid penetrant ini sangat terbatas, misalnya: a.

Keretakan atau kekeroposan yang ada dapat dideteksi jika keretakan tersebut merembat hingga ke permukaan benda. Sedangkan keretakan yang ada dibawah permukaan benda, tidak akan terdeteksi dengan menggunakan metode pengujian

b.

ini. Pada permukaan yang terlalu kasar atau berpori-pori juga dapat

c.

mengakibatkan indikasi palsu. Metoda pengujian ini tidak dianjurkan untuk menyelidiki benda-benda hasil hasil metallurgy yang kurang padat.

2.2.1

Evaluasi indikasi Berdasarkan ASME V article 6, yang dimaksud dengan : a. Indikasi relevan adalah indikasi yang diakibatkan oleh diskontinuitas yang membuka ke permukaan yang ukuran terbesarnya lebih dari 1,5 mm.

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

LAB UJI BAHAN PRAKTIKUM 2 PENETRANT TEST

KELOMPOK 6 PRAKTIKUM DT-NDT

PRODI KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

b. Indikasi non relevan adalah indikasi yang diakibatkan oleh kondisi-kondisi selain diskontinuitas seperti ketidakteraturan permukaan akibat permesinan, penggerindaan, atau pengelasan. c. Indikasi linier adalah indikasi-indikasi yang memiliki panjang lebih besar dari tiga kali lebarnya (L > 3W). d. Indikasi rounded adalah indikasi-indikasi yang bentuknya bundar atau elips, dengan panjang kurang dari atau sama dengan tiga kali lebarnya (L ≤ 3W). 2.2.2

Klasifikasi liquid penetrant sesuai cara pembersihannya Liquid penetrant bila dilihat dari cara pembersihannya dapat diklasifikasikan menjadi tiga macam metoda dan ketiganya memiliki perbedaan yang mencolok. Pemilihan salah satu sistem bergantung pada faktor-faktor : a. Kondisi permukaan benda kerja yang diselidiki b. Karakteristik umum discuntinuity/keretakan logam c. Waktu dan tempat penyelidikan d. Ukuran benda kerja Metode pengujian liquid penetrant ini diklasifikasikan sesuai dengan cara pembersihannya, yaitu: a. Water Washable Penetrant System Sistem liquid penetrant ini dapat berupa fluorescent. Proses pengerjaannya

cepat

dan efisien.

Pembilasan harus

dilakukan secara hati-hati, karena liquid penetrant dapat terhapus habis dari permukaan diskontinuitas. b. Post Emulsifible System Biasa digunakan untuk menyelidiki keretakan yang sangat kecil, menggunakan penetrant yang tidak dapat dibasuh dengan

air.

Penetrant

jenis

ini

dilarutkan

dengan

emulsifierdan membutuhkan langkah tambahan pada saat pembersihan yaitu pembubuhan emulsifier yang dibiarkan pada permukaan spesimen. Setelah aplikasi emulsifier kemudian dibasuh dengan air. c. Solvent Removable System

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

KELOMPOK 6

LAB UJI BAHAN PRAKTIKUM 2 PENETRANT TEST

PRODI KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

PRAKTIKUM DT-NDT

Solvent removable system digunakan pada saat pre cleaning dan pembasuhan penetrant. Penetrant jenis ini larut dalam solvent. Pembersihanpenetrant secara optimum dapat dicapai dengan cara mengelap permukaan benda kerja dengan lap yang telah dilembabkan dengan solvent. Tahap akhir dari pengelapan dilakukan dengan menggunakan kain kering. Penetrant juga dapat dihilangkan dengan cara membanjiri permukaan benda kerja dengan solvent. 2.2.2.1 Klasifikasi liquid penetrant berdasarkan pengamatannya Berdasarkan pengamatannya ada tiga jenis liquid penetrant, yaitu: a. Visible Penetrant Pada umumnya visible penetrant berwarna merah. Hal ini ditunjukkan pada penampilannya yang contrast terhadap latar belakang warna developernya. Proses ini tidak membutuhkan

pencahayaan

ultra

violet,

tetapi

membutuhkan cahaya putih minimal 1000 lux untuk pengamatan. b. Fluorescent Penetrant Liquid penetrant ini adalah yang dapat berkilau bila disensivitas

fluorescent

penetrant

bergantung

pada

kemampuannya untuk menampilkan diri terhadap cahaya ultra violet yang lemah pada ruangan yang gelap.

c. Dual Sensitivity Penetrant Pada sistem ini, penetrant mempunyai dua kemampuan pengamatan yaitu visible penetrant dan fluorescent penetrant, sehingga dengan dual sensitivity dapat diperoleh hasil dengan ketelitian yang lebih tinggi dan akurat. 2.2.3

Acceptance Criteria Menurut ASME VIII, standar penerimaan ini akan berlaku kecuali standar lain yang lebih ketat ditetapkan untuk bahan atau

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

LAB UJI BAHAN PRAKTIKUM 2 PENETRANT TEST

KELOMPOK 6 PRAKTIKUM DT-NDT

PRODI KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

aplikasi tertentu. Semua permukaan yang diperiksa harus bebas dari: a. Indikasi linier relevan b. Terdapat indikasi rounded relevan dimana

panjang atau

lebarnya lebih dari 3/16 in (5 mm). c. memiliki 4 atau lebih indikasi lingkaran yang tersusun dalam satu baris, dengan jarak antara indikasi lingkaran kurang dari 1/16 in (1,5 mm)

2.3 Metodologi Pengujian 2.3.1

Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam pengujian ini adalah : Alat a.

Penggaris

b.

Majun

c.

Kamera

d.

Timer (Stopwatch)

e.

Lampu

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

LAB UJI BAHAN PRAKTIKUM 2 PENETRANT TEST

f.

Lightmeter

g.

Sikat baja

h.

Safety equipments

KELOMPOK 6 PRAKTIKUM DT-NDT

PRODI KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

Bahan

2.3.2

a.

Spesimen uji berupa spesimen weld butt joint

b.

Cleaner (SKC – S Magnaflux)

c.

Liquid Penetrant (SKL – SP2 Magnaflux)

d.

Developer (SKD – S2)

Prosedur pengujian penetrant Untuk melakukan pengujian penetrant maka dilakukan prosedur sebagai berikut : a. Menentukan Teknik Uji Liquid Penetrant Sebelum percobaan dilakukan ditentukan terlebih dahulu teknik yang digunakan dalam liquid penetrant test, yaitu dengan menggunakan solvent removable system. Solvent removable system digunakan pada saat pre cleaning dan pembasuhan penetrant. Penetrant jenis ini larut dalam solvent. Pembersihan penetrant secara optimal dapat dicapai dengan cara mengelap permukaan benda kerja dengan majun yang telah dilembabkan dengan solvent. Tahap akhir dari pengelapan dilakukan dengan menggunakan kain kering. Percobaan dilakukan dengan menggunakan material uji berupa spesimen weld butt joint. b. Pre Celaning Pertama-tama sebelum dilakukan pengujian liquid penetrant, specimen weld butt joint dibersihkan terlebih dahulu dengan cara mengelap permukaan menggunakan majun, kemudian majun yang lebih bersih dibasahi dulu dengan cleaner lalu digosokkan pada spesimen untuk membersihkan spesimen dari kotoran, lemak-lemak, dll kemudian specimen dilap dengan majun yang telah disemprot dengan cleaner kemudian material uji dilap hingga benar-benar bersih.

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

KELOMPOK 6

LAB UJI BAHAN PRAKTIKUM 2 PENETRANT TEST

PRAKTIKUM DT-NDT

PRODI KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

c. Penentuan Dwell Time Sebelum dilakukan penyemprotan liquid penetrant terlebih dahulu ditentukan dwell time yang digunakan untuk proses penetrasi liquid penetrant dengan baik. Dwell time ditentukan dengan dua pertimbangan, yang pertama ditentukan dari bahan penetrant tersebut, dan yang kedua menggunakan tabel standard dari ASME 20013 section V article 6, berdasarkan bahan yang digunakan. Karena material ujinya berupa baja maka dwell time minimumnya adalah 5 menit. Seperti pada Tabel 2.1 standard dari ASME 2013 section V article 6 dibawah ini: Tabel 2.1 Minimum Dwell Times menurut ASME V

d. Aplikasi Liquid Penetrant Setelah itu disemprotkan pada material menggunakan liquid penetrant ke material uji dengan dwell time 5 menit yang ditujukan agar diperoleh penetrasi liquid penetrant yang baik. Selain itu juga warna liquid penetrant yang digunakan berbeda (kontras) dengan warna developer yang digunakan supaya dapat diketahui secara visual indikasi yang ada. Berikut adalah gambar proses

aplikasi

penetrant dengan cara dikuaskan pada

permukaan spesimen. e. Cleaning sisa penetrant Setelah liquid penetrant

disemprotkan,

dan

dengan

menggunakan dwell time 5 menit, liquid penetrant yang ada di daerah spesimen yang akan diamati, dibersihkan dengan menggunakan

solvent.

Caranya

yaitu

dengan

mengelap

permukaan spesimen dengan majun yang telah dilembabkan dengan cleaner dengan searah. Perhatikan majun yang

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

KELOMPOK 6

LAB UJI BAHAN PRAKTIKUM 2 PENETRANT TEST

PRODI KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

PRAKTIKUM DT-NDT

digunakan harus bersih karena dikhawatirkan kotoran yang ada pada majun akan menempel pada spesimen uji. f. Aplikasi Developer Setelah 5 menit liquid penetrant yang telah dikuaskan pada material uji dibersihkan bagian atasnya (permukaannya) dengan menggunakan lap kering. Setelah itu agar permukaan material uji lebih bersih dari liquid penetrant maka permukaan material uji dibersihkan dengan lap yang dilembabkan dengan cleaner untuk membersihkan permukaan spesimen hingga tidak ada lagi sisa penetrant yang berada dipermukaan spesimen. Sebelum diberi developer terlebih dahulu dilihat dwell time untuk diberikan

developer yang akan digunakan. Dwell time dari

developer yaitu minimum 15 menit.

Setelah itu barulah disemprotkan ke material uji dengan jarak penyemprotan

±

25

centimeter

sehingga

diperoleh

penyemprotan yang rata ke seluruh permukaan material uji. g. Evaluasi Setelah spesimen disemprot dengan cairan developer dengan a. rata, kemudian ditunggu selama 15menit hingga benar-benar diperoleh hasil yang baik lalu kita mengamati adanya warna liquid

penetrantyang

tampak

karena

terangkat

keluar

kepermukaan oleh developer. Warna yang tampak tersebut kemudian diukur panjangnya dan didokumentasikan untuk diperoleh data yang lebih baik mengenai indikasi yang diperoleh dari pengujian liquid penetrant. h. Post Cleaning Setelah diadakan evaluasi, tahap

yang

terakhir

yaitu

pembersihan spesimen. Spesimen dibersihkan dengan cara mengelap permukaan menggunakan majun, majun yang telah dibasahi dengan cleaner, kemudian specimen dilap dengan kain bersih yang diberikan cleaner kemudian dilap lagi dengan

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

LAB UJI BAHAN PRAKTIKUM 2 PENETRANT TEST

KELOMPOK 6 PRAKTIKUM DT-NDT

PRODI KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

majun. Hal ini ditujukan agar liquid penetrant dan developer yang telah disemprotkan pada spesimen dapat terangkat, sehingga spesimen bersih seperti pada tahap pre-cleaning.

2.4 Analisa Dan Pembahasan 2.4.1 Data Pengujian Spesimen Plat SS 400 Sebagai penjelasan pada material Plat SS 400 sebagai berikut adalah tabel 2.2 yang menunjukkan hasil pengujian penetrant terhadap spesimen Plat SS 400 Tabel 2.2 Hasil pengujian penetrant pada spesimen Plat SS 400 Type of penetran Method Time

No . 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Surface Condition Range Part / Size (mm) Length Width Item R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7

3 4 1 2 4 5 7

Visible Solvent Removable Pre cleaning 1 minute Emulsifying 1 minute Penetration 5 minute Developing 15 minute Weld Weld part Type of defect

2 2 1 1 2 1

Rounded indication Rounded indication Rounded indication Rounded indication Rounded indication Linier Relevan

1

indication Linier Relevan

Result Accep Rejec t √ √ √ √ √

t

√ √

Remar k

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

LAB UJI BAHAN PRAKTIKUM 2 PENETRANT TEST

KELOMPOK 6 PRAKTIKUM DT-NDT

PRODI KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

indication

2.4.2

Pembahasan Pada pengujian penetrant terhadap spesimen Plat SS 400, dwell time yang digunakan untuk precleaning selama 1 menit, untuk aplikasi liquid penetrant selama 5 menit, dan untuk aplikasi developer selama 15 menit. Untuk penerangannya digunakan lampu philips 13 watt dengan intensitas cahaya sebesar 134 Fc dan jarak lampu terhadap benda uji adalah 28 cm. Adapun ilustrasi penerangannya terdapat pada Gambar 2.2 di bawah ini.

28 cm

Gambar 2.2 Jarak lampu terhadap material Adapun gambar spesimen Plat SS 400 setelah dilakukan proses uji penetrant yang ditunjukkan pada Gambar 2.3

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

LAB UJI BAHAN

KELOMPOK 6

PRAKTIKUM 2 PENETRANT TEST

PRAKTIKUM DT-NDT

PRODI KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

Gambar 2.3 Indikasi pada permukaan spesimen Plat SS 400 Pada spesimen A2 ditemukan 6 discontinuity pada permukaan material yaitu : i.

Discontinuity rounded indication dengan p= 3 mm dan l= 2 mm tersebut memenuhi standar (accepted) karena panjangnya kurang dari 1,6 mm.

ii.

Discontinuity rounded indication dengan p= 4 mm dan l= 2 mm tersebut memenuhi standar (accepted) karena panjangnya kurang dari 1,6 mm.

iii.

Discontinuity rounded indication dengan p= 1 mm dan l= 1 mm tersebut memenuhi standar (accepted) karena panjangnya kurang dari 1,6 mm.

iv.

Discontinuity rounded indication dengan p= 2 mm dan l= 1 mm tersebut memenuhi standar (accepted) karena panjangnya kurang dari 1,6 mm.

v.

Discontinuity rounded indication dengan p= 4 mm dan l= 2 mm tersebut memenuhi standar (accepted) karena panjangnya kurang dari 1,6 mm.

vi.

Discontinuity linear relevan indication dengan p= 5 mm dan l= 1 mm tersebut tidak memenuhi standar (rejected) karena panjangnya lebih dari 1,6 mm

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

vii.

LAB UJI BAHAN PRAKTIKUM 2 PENETRANT TEST

KELOMPOK 6 PRAKTIKUM DT-NDT

PRODI KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

Discontinuity linear relevan indication dengan p= 7 mm dan l= 1 mm tersebut tidak memenuhi standar (rejected) karena panjangnya kurang dari 1,6 mm.

2.5 Kesimpulan Dari pengujian yang telah dilakukan didapatkan kesimpulan bahwa terdapat discontinuity pada material uji (weld part). Pada pengujian material weld part yang menggunakan pengujian penetran type visible dengan metode solvent removable ini menggunakan bantuan pencahayaan dengan lampu PHILLIPS 13 WATT dengan intensitas pencahayaan 134 Fc, ditemukan diskontinuitas linear maupun rounded. Dari hasil praktikum yang telah kami lakukan dapat diketahui bahwa: 1. Berdasarkan kriteria penerimaan pengujian menurut ASME V article 6, terdapat 7 indikasi cacat dimana 2 cacat termasuk linear relevan 2.

yang tidak diterima dan 5 cacat adalah rounded yang diterima. Berdasarkan liquid penetrant test, didapat hasil bahwa material uji tidak diterima.

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

LAB UJI BAHAN PRAKTIKUM 2 PENETRANT TEST

KELOMPOK 6 PRAKTIKUM DT-NDT

PRODI KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

Ketidaktepatan hasil Pengujian disebabkan oleh pembacaan skala pada mesin uji impact yang kurang tepat, kedalaman takikan (notch) dalam pengujian kali ini yang kurang dari 2 mm, waktu pemindahan spesimen menuju mesin uji impact yang kurang cepat menyebabkan perubahan temperatur pada spesimen tersebut, dan kesalahan penempatan spesimen pada mesin uji impact yang menyebabkan pemukulan terhadap spesimen tidak tepat di bagian belakang takikan tersebut.

Daftar Pustaka ASME V sec 6 ARTICLE 24, SE-165/SE-165M [2015], AN International Code 2015 ASME Boiler dan Pressure Vessel code. Dosen DT dan NDT, [2016], Prosedur pengujian penetran, Jurusan Teknik Bangunan Kapal ,PPNS M.M. Munir, [2015], Modul Praktek Uji Bahan, Vol 1, Jurusan Teknik Bangunan Kapal, PPNS

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

LAB UJI BAHAN PRAKTIKUM 2 PENETRANT TEST

KELOMPOK 6 PRAKTIKUM DT-NDT

Lampiran Lampiran B.1 Hasil Pengujian Penetrant Test

PRODI KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

LAB UJI BAHAN PRAKTIKUM 2 PENETRANT TEST

KELOMPOK 6 PRAKTIKUM DT-NDT

PRODI KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

Lampiran B.2 Sketsa diskontinuitas

Lampiran B.3 Menyikat Spesimen dengan sikat baja

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

LAB UJI BAHAN PRAKTIKUM 2 PENETRANT TEST

KELOMPOK 6 PRAKTIKUM DT-NDT

Lampiran B.4 Pre-cleaning

Lampiran B.5 Pengaplikasian penetrant

Lampiran B.6 Pengaplikasian developer

PRODI KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA