Laporan Praktikum Ut Kel 4 Dm 5a Revisied.docx

LAPORAN PRAKTIKUM UJI BAHAN ULTRASONIC TEST

Di susun oleh : Kelompok 4 M. WILDAN AL FANANY

(0616040006)

DENTA FIRMANDA

(0616040008)

ARJAN WIDIANTORO

(0616040010)

LAILI SHULFIANI

(0616040013)

NIZAR ANAS

(0616040023)

AZZAM BRAMASTA

(0616040027)

PROGRAM STUDI TEKNIK DESAIN DAN MANUFAKTUR JURUSAN TEKNIK PERMESINAN KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA 2018 - 2019

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya kepada kita semua, sehingga laporan ultrasonic test dapat diselesaikan tepat pada waktu yang telah ditentukan. Kami berterimakasih kepada: 1. Ir.Eko Julianto M.Sc. FRINA selaku Direktur Politenik Perkapalan Negeri Surabaya 2. George Endri Kusuma, ST., M.Sc. Eng selaku dosen mata kuliah praktek uji bahan 3. Rizal Indrawan, SST., MT selaku dosen mata kuliah praktek uji bahan 4. Agus Sumitro selaku teknisi laboratorium uji bahan Kami selaku penulis laporan ultrasonic test memohon maaf jika dalam penulisan laporan ini masih ditemukan beberapa kesalahan. Kritik dan saran yang bersifat membangun senantiasa kami terima guna memaksimalkan laporan ini. Kami harapan, laporan ini dapat bermaafaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi tentang pengetesan material bahan industri atau konstruksi terutama pada pengetesan ultrasonic test. Terima kasih.

Surabaya, 09 Januari 2019

Perwakilan Anggota Kelompok

KELOMPOK 4 - DM - VA

ii

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR.............................................................................................ii DAFTAR ISI ........................................................................................................... 3 DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. 4 DAFTAR TABEL ................................................................................................... 4 BAB I ...................................................................................................................... 5 PENDAHULUAN .................................................................................................. 5 1.1.

Latar Belakang ......................................................................................... 5

1.2.

Tujuan ....................................................................................................... 6

1.2.1.

Tujuan Umum ................................................................................... 6

1.2.2.

Tujuan Khusus .................................................................................. 6

1.3.

Dasar Teori ............................................................................................... 6

1.3.1.

Prinsip Dasar Ultrasonic ................................................................... 6

1.3.2.

Gelombang Ultrasonic ...................................................................... 7

1.3.3.

Mode Perambatan Gelombang Ultrasonik ........................................ 8

1.3.4.

Kemampuan Deteksi ....................................................................... 10

1.3.5.

Kemampuan Rambat dan Panjang Gelombang............................... 10

1.3.6.

Transmisi ......................................................................................... 10

1.3.7.

Probe ............................................................................................... 11

1.3.8.

Kalibrasi Dengan Blok Kalibrasi .................................................... 11

BAB II ................................................................................................................... 13 METODOLOGI PRAKTIKUM ........................................................................... 13 2.1

Alat dan Bahan ....................................................................................... 13

2.2

Prosedur pengujian ................................................................................. 16

BAB III ................................................................................................................. 21 ANALISA PEMBAHASAN................................................................................. 21 3.1

Analisa .................................................................................................... 21

3.2

Pembahasan ............................................................................................ 21

BAB IV ................................................................................................................. 24 PENUTUP ............................................................................................................. 24 4.1

Kesimpulan ............................................................................................. 24

4.2

Saran ....................................................................................................... 24

ELOMPOK 4 - DM - VA

3

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 26 LAMPIRAN .......................................................................................................... 27

DAFTAR GAMBAR Gambar 1. 1 Teknik Gema ...................................................................................... 7 Gambar 1. 2 Mode Transversal ............................................................................... 9 Gambar 1. 3 Mode Permukaan ............................................................................... 9 Gambar 1. 4 Blok Kalibrasi .................................................................................. 11

Gambar 2. 1 Alat dan Bahan ................................................................................. 13 Gambar 2. 2 Langkah Kerja .................................................................................. 20

Gambar 3. 1 Hasil Pengujian ................................................................................ 21 Gambar 3. 2 Hasil Analisa .................................................................................... 23

DAFTAR TABEL Tabel 2. 1 Alat dan Bahan ..................................................................................... 13 Tabel 2. 2 Prosedur Pengujian .............................................................................. 16

ELOMPOK 4 - DM - VA

4

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Ilmu pengetahuan selalu berkembang dan mengalami kemajuan yang sangat pesat, sesuai dengan perkembangan zaman dan perkembangan cara berpikir manusia. Pembuatan produk material benda padat dalam dunia industri telah banyak diuji menggunakan gelombang ultrasonik. Setiap barang yang telah selesai diproduksi akan dideteksi ada atau tidaknya kecacatan fisik di dalamnya. Di dalam proses produksi benda padat, sering terjadi kecacatan dengan bentuk kecacatan yang sama pada setiap benda dalam satu masa produksi. Bentuk kecacatan yang terjadi diakibatkan dari proses produksi yang tidak sempurna yang dilakukan secara terus-menerus. Adanya kecacatan di dalam benda padat perlu diketahui bentuk dari kecacatan benda padat tersebut agar memudahkan proses identifikasi masalah dari proses produksi dan mengurangi resiko terjadinya kecacatan yang sama pada produksi selanjutnya. Gelombang ultrasonik akan dipancarkan pada permukaan benda padat yang selanjutnya sensor ultrasonik akan mendapatkan pantulan kembali mulai dari pantulan permukaan benda hingga sisi sebaliknya dari benda padat tersebut untuk mengetahui karakteristik gelombang pantul yang dihasilkan pada bentuk tertentu dari kecacatan benda padat. Sejarah terciptanya pengujian NDT (non detructive test) ini juga disebabkan oleh kecelakaan pada beberapa peristiwa, contoh pada kasus kapal laut Titanic yang pada saat itu logam pada bagian lambung kapal telah mengalami diskontinuitas yang mengakibatkan rusaknya sturktur logam pada suhu rendah. Maka dari itu pengujian NDT (non detructive test) khususnya Ultrasonic test perlu dilakukan untuk menghindari produk-produk cacat yang mengakibatkan kecelakaan

ELOMPOK 4 - DM - VA

5

1.2. Tujuan Kemampuan yang akan dimiliki oleh mahasiswa setelah melakukan percobaan ini adalah sebagai berikut : 1.2.1. Tujuan Umum Mahasiswa mampu melakukan pengujian Non-Destructive Test dengan metode ultrasonic test. 1.2.2. Tujuan Khusus a. Mahasiswa mampu menggunakan pesawat ultrasonic dalam memeriksa ketebalan suatu bahan b. Mahasiswa mampu mengidentifikasi ukuran dan posisi cacat las pada specimen c. Mahasiswa mengetahui potensi bahaya dan aspek K3 saat percobaan ultrasonic test 1.3. Dasar Teori Gelombang Ultrasonic adalah gelombang mekanik seperti gelombang suara yang frekuensinya lebih besar dari 20kHz. Gelombang ini dapat dihasilkan dari probe yang berdasarkan perubahan energi listrik menjadi energi mekanik. Sebaliknya probe juga dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Selama perambatannya di dalam material, gelombang ini dipengaruhi oleh sifat-sifat bahan yang dilalui misalnya massa jenis, homogenitas, besar butiran, kekerasan dan sebagainya. Sehingga gelombang ini dapat dipakai untuk mengetahui jenis bahan, tebal dan ada tidaknya cacat di dalam bahan tersebut. Gelombang ultrasonic dapat dipantulkan dan dibiaskan oleh permukaan batas antara dua bahan yang berbeda. Berdasarkan sifat pantulan tersebut dapat ditentukan tebal bahan, lokasi cacat serta ukuran cacat. 1.3.1. Prinsip Dasar Ultrasonic Pemeriksaan tebal bahan atau adanya cacat dalam bahan dengan gelombang ultrasonic dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu : teknik resonansi, teknik transmisi dan, teknik gema. Dari ketiga teknik

ELOMPOK 4 - DM - VA

6

tersebut, teknik gema kontak langsung paling sering digunakan terutama pada pemeriksaan dilapangan. a) Teknik Resonansi Tebal bahan dapat diukur dengan cara mengukur frekuensi atau panjang gelombang ultrasonik yang dapat menimbulkan resonansi maksimum pada bahan tersebut. Adanya cacat dapat dideteksi dengan terjadinya perubahan resonansi karena jarak bahan yang beresonansi berubah. b) Teknik Transmisi Adanya cacat di dalam bahan dapat diketahui dari adanya penurunan intensitas gelombang ultrasonik yang diterima oleh probe penerima, sedangkan tebal bahan tidak lazim diukur dengan teknik transmisi c) Teknik Gema (Pantulan): Pada teknik ini, probe secara bergantian mengeluarkan dan menerima getaran. Tebal bahan dan letak cacat ditentukan dari letak getaran/gema pada layar osiloskop, sedangkan besarnya ditentukan dari simpangan tinggi getaran yang diterima kembali.

Gambar 1. 1 Teknik Gema (“Pengujian Ultrasonik,” n.d.)

1.3.2. Gelombang Ultrasonic Gelombang ultrasonic adalah gelombang mekanik seperti suara, yang frekuensinya lebih besar dari pada 20 kHz.Gelombang ini mempunyai besaran fisis seperti pada suara yakni panjang gelombang (

 ),kecepatan rambat (v),waktu getar (T),amplitudo (A),frekuensi (f),fasa (  ) dan sebagainya. Formula yang berlaku bagi gelombang suara berlaku pula pada gelombang ultrasonic, misal :

ELOMPOK 4 - DM - VA

7



v ..............................................................................................(2.1) f

s  v.t ...............................................................................................(2.2) sin  v1  (snellius).........................................................................(2.3) sin  v2

I1 r22  I 2 r12

(least aquare law)........................................................(2.4)

I f = I 0 e t (attenuation).................................................................(2.5) Hukum seperti hamburan,difraksi,disfersi,disperse dan hukum gelombang ultrasonic.Tetapi dalam bahasan selanjutnya diutamakan perhitungan

tentang

jarak,

panjang

gelombang,pantulan

dan

pembiasan.Dalam perambatannya pada bahan yang sama,kecepatan dan frekuensi dianggap tetap. Dalam perambatannya dalam berbagai bahan,frekuensi gelombang selalu dianggap tetap,sedangkan kecepatan rambat bergantung pada jenis bahan dan mode gelombang.Frekuensi yang sering digunakan untuk uji tanpa rusak umumnya antara 250 kHz15 MHz,sedangkan pada pemeriksaan las digunakan frekuensi 2 MHz6MHz. 1.3.3. Mode Perambatan Gelombang Ultrasonik Dari cara bergetar dan perambatannya maka gelombang ultrasonic dapat menjalar di dalam bahan dalam berbagai mode : 1) Mode Longitudinal Mode Longitudinal terjadi bila gelombang ultrasonic merambat pada suatu arah sejajar dengan arah gerakan atom yang digetarkan, misal atom digerakkan kekanan dan kekiri sedangkan gelombang bergerak merambat kearah kekiri atau kekanan.Gelombang longitudinal dapat merambat pada semua bahan, baik gas, cair maupun padat.

ELOMPOK 4 - DM - VA

8

2) Mode Transversal Mode Transversal erjadi bila gelombang ultrasonic merambat pada suatu arah tegak lurus pada arah gerakan atom yang digetarkan, misal atom digetarkan keatas dan kebawah, sedangkan gelombang merambat kearah kanan dan kiri. Gelombang transversal hanya bisa merambat pada benda padat.

Gambar 1. 2 Mode Transversal

3) Mode Permukaan Mode Permukaan terjadi bila gelombang transversal merambat pada permukaan. Gerakan

atom

yang

bergetar

berbentuk

elips.Sesuai dengan namanya gelombang permukaan hanya merambat pada permukaan padat dengan kedalaman maksimum satu panjang gelombang.

Gambar 1. 3 Mode Permukaan (“Pengujian Ultrasonik,” n.d.)

4) Mode Plat Mode plat terjadi pada bila gelombang transversal merambat pada bahan pelat tipis yang tebalnya kurang dari setengah panjang gelombang.Gerakan

atom

yang

bergetar

berbentuk

elips.Gelombang pelat merambat pada seluruh benda uji tipis

ELOMPOK 4 - DM - VA

9

tersebut, baik dalam bentuk gelombang simetris atau gelombang asimetris. 1.3.4. Kemampuan Deteksi Cacat kecil dapat memantulkan kembali gelombang ultrasonic bila permukaannya cukup luas.Cacat terkecil yang dapat dideteksi oleh gelombang ultrasonic adalah bila :  minimum = 1  2 .....................................................................(2.6)

1.3.5. Kemampuan Rambat dan Panjang Gelombang Kecepatan rambat (v) gelombang ultrasonic dalam suatu bahan tergantung pada jenis bahan yang dilalui oleh mode gelombang tersebut. 1.3.6. Transmisi Bila gelombang ultrasonic menjalar dari bahan yang satu ke bahan dua tegak lurus pada permukaan batas pada kedua bahan tersebut, maka sebagian bahan akan diteruskan sedangkan sebagian lagi dipantulkan. Intensitas yang diteruskan atau dipantulkan tergantung pada koefisien transmisi atau refleksinya.

R

W2  W1 W2  W1

............................................................................(2.7)

D= 1-R .......................................................................................(2.8)

W1  1V1 ..................................................................................(2.9) Dimana :

R

= Koefisien refleksi

D

= Koefisien transmisi

W

= Impedansi akustik



= Massa jenis (kg/m3)

V

= Kecepatan rambat (m/s2)

ELOMPOK 4 - DM - VA

10

1.3.7. Probe Dalam suatu probe dapat berisi suatu kristal yang disebut probe tunggal, tetapi dapat pula berisi dua kristal yang identik (probe kembar). Bila bidang permukaan kristal sejajar dengan bidang permukaan probe,maka disebut probe normal. Dalam probe normal gelombang yang keluar dari probe adalah gelombang longitudinal dan arah tegak lurus terhadap permukaan probe. Bila bidang permukaan tidak sejajar dengan probe maka disebut probe sudut. Gelombang yang masuk ke benda uji adalah gelombang transversal dan membentuk sudut tertentu terhadap garis normal permukaan probe. 1.3.8. Kalibrasi Dengan Blok Kalibrasi Setiap kali digunakan, pesawat ultrasonic harus dikalibrasi dengan bantuan blok kalibrasi, misal blok kalibrasi V1 stepwedge dan sebagainya. Sementara itu, harus diperiksa linieritasnya baik linieritas horizontal dan vertikalnya.

Gambar 1. 4 Blok Kalibrasi (“Dunia NDT: contoh cara pengoperasian alat ut,” n.d.)

Indikasi I

:

Indikasi II :

25 x10,0  2,5mm 100 2 x 25 x10,0  5,0mm 100

ELOMPOK 4 - DM - VA

11

Indikasi III :

3x 25 x10,0  7,5mm 100

Indikasi IV :

4 x 25 x10,0  10,0mm 100

Agar indikasi menempati skala yang seharusnya, tombol range halus dan tombol penggeser pulsa harus diputar secara bergantian. Bila seluruh indikasi menempati skala-skala tersebut secara tepat, maka kalibrasi telah selesai dan pesawat siap digunakan untuk pengukuran. Kalibrasi harus diulang bila terjadi pergantian probe, kabel probe maupun bila alat dinyalakan kembali. Perlu diperhatikan bahwa untuk kalibrasi jarak diperlukan timbulnya minimum 2 buah indikasi tidak termasuk pula awal. Karena jarak yang sesuai dengan ketebalan bahan adalah jarak antara dua indikasi, bukan jarak antara dua buah pulsa awal dan indikasi pertama.

ELOMPOK 4 - DM - VA

12

BAB II METODOLOGI PRAKTIKUM 2.1 Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah :

Gambar 2. 1 Alat dan Bahan

2.1.1

Alat a. Pesawat Ultrasonic b. Probe normal c. Block kalibrasi V1 d. Spesimen e. Penggaris f. Kabel roll

2.2.2 Bahan Untuk melaksanakan pengujian UT membutuhkan bahan-bahan sebagai berikut :

Tabel 2. 1 Alat dan Bahan

ELOMPOK 4 - DM - VA

13

a. Pesawat Ultrasonik

b. Blok Kalibrasi

c. Probe

d. Tissue

ELOMPOK 4 - DM - VA

14

e. Couplant

f.

Kabel Olor

g. Spesimen Uji

h. Penggaris

ELOMPOK 4 - DM - VA

15

2.2 Prosedur pengujian Langkah-langkah dalam melakukan uji ultrasonic test test dapat digambarkan seperti pada table di bawah ini : Tabel 2. 2 Prosedur Pengujian

No

1

Proses

Persiapan alat dan bahan

ELOMPOK 4 - DM - VA

Gambar

Keterangan

Mempersiapkan

peralatan

dan

bahan-bahan

yang

akan

digunakan.

16

Menentukan Range, sesuai dengan ketebalan material yang akan 2

Penentuan range

diinspeksi kemudian melakukan kalibrasi menggunakan blok kalibrasi V1 pada ketebalan 25 mm sehingga didapat indikasi.

3

Aplikasi oli dan melakukan kalibrasi

ELOMPOK 4 - DM - VA

Mengoleskan oli pada block, kemudian lakukan kalibrasi dengan menempelkan probe yaitu probe normal pada bidang tersebut sehingga muncul indikasi pada layar pesawat ultrasonic.

17

Ambil specimen dan probe normal diletakkan pada sisi yang akan diuji , lihat skala pada layar kemudian lakukan pengukuran tebal specimen diperoleh 30 mm.Setelah itu baru mencari indikasi pada specimen

Mencatat pada titik berapa indikasi yang muncul pada layar 4

Mencatat posisi cacat

ELOMPOK 4 - DM - VA

pesawat ultrasonic setelah probe diletakkan pada specimen.

18

5

Evaluasi

ELOMPOK 4 - DM - VA

Menggambar ukuran serta posisi cacat pada specimen.

19

Gambar 2. 2 flowchart Langkah Kerja

ELOMPOK 4 - DM - VA

20

BAB III ANALISA PEMBAHASAN 3.1 Analisa Setelah proses scaning dilakukan secara menyeluruh pada permukaan specimen ditemukan beberapa cacat (Gambar Hasil pengujian ultrasonic test dengan probe normal).

II I

Gambar 3. 1 Hasil Pengujian

3.2 Pembahasan Pengujian ultrasonik yang telah dilakukan bertujuan untuk mencari ketebalan serta cacat yang berada pada bagian dalam suatu specimen dengan menggunakan teknik gema.Penetuan tebal indikasi : Pada pengujian digunakan range 100 dan pulsa muncul pada jarak 3 dari kurva awal sehingga diketahui tebal benda uji adalah 30 mm yang diketahui dari 3/10 x 100 = 30 mm. Perhitungan ukuran kedalaman indikasi:

ELOMPOK 4 - DM - VA

21

A. Diskontinuitas I : Pada Display pesawat ultrasonik muncul gelombang pada absis (divisi) yakni pada skala 2.2 D skala = 𝑟𝑎𝑛𝑔𝑒 10 D 100

=

2.2 10

10. D = 220

D = 22 mm

Tebal Indikasi

= 30 mm – 22 mm = 8 mm

B. Diskontinuitas II : Pada Display pesawat ultrasonik muncul gelombang pada absis (divisi) yakni pada skala 2,2 D skala = 𝑟𝑎𝑛𝑔𝑒 10 D 100

=

2,2 10

D. 10 = 220

D = 22 mm

Tebal indikasi

= 30mm– 22 mm = 8 mm

Tabel 3. 1 Hasil Pengujian Benda

No

Bentuk Indikasi

Ukuran

Tebal Indikasi

Tebal Benda Uji

Panjang, Lebar Benda Uji

1

Diskontinuitas I

55 mm x 25 mm

8 mm

30 mm

149 mm ; 147 mm

2

Diskontinuitas II

50 mm x 20 mm

8 mm

30 mm

149 mm ; 147 mm

ELOMPOK 4 - DM - VA

22

Gambar 3. 2 Hasil Analisa

ELOMPOK 4 - DM - VA

23

BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan Dari hasil pengujian yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa discontinuity yang terjadi pada specimen uji berbentuk persegi panjang dengan radius. Selain itu dapat disimpulkan beberapa poin sebagai berikut: 1

Berdasarkan pada pengujian ultrasonic test yang telah dilakukan diperoleh tebal material sebesar 30 mm.

2

Pada pengujian ultrasonik yang telah dilakukan terdapat 2 cacat pada specimen uji yaitu dengan ukuran (panjang x lebar x tebal): a.

55 mm x 25 mm x 8 mm.

b.

50 mm x 20 mm x 8 mm.

Discontinuity yang terjadi tersebut harus segera diatasi dan diperbaiki sebab jika dibiarkan saja dan tetap digunakan, maka dikhawatirkan material akan patah dan dapat merusak komponenkomponen suatu mesin. 3

Berdasarkan pengujian ultrasonic yang telah dilakukan terdapat potensi potensi bahaya K3 yaitu: a. Adanya potensi benda jatuh diakibatkan berat specimen. b. Adanya potensi short electric yang diakibatkan oleh kabel roll.

4.2 Saran Pada saat pengujian ultrasonic test ini terdapat banyak aspek keselamatan kerja yang harus diperhatikan: 1. karena alat dan bahan yang digunakan berupa logam dengan massa yang cukup berat dan dapat mengakibatkan kecelakaan saat dilakukan pengujian. Penguji perlu menggunakan alat pelindung diri untuk

ELOMPOK 4 - DM - VA

24

mengcegah terjadinya cidera atau efek negatif lain dari penggunaan alat uji. 2. Pada saat mencatat posisi cacat pada benda uji sebaiknya dilakukan dengan teliti dikarenakan benda uji terlumuri oleh oli akibatnya probe mudah tergeser dan mengakibatkan marking posisi cacat tidak tepat. 3. Dalam pelaksanaan pengujian perlu diperhatikan parameter-parameter tertentu agar hasil pengamatan dari hasil pengujian dapat maksiamal seperti intensitas cahaya, jarak pengamat, dan proses pengaturan probe.

ELOMPOK 4 - DM - VA

25

DAFTAR PUSTAKA

1. Budi Prasojo, S. (2002). Buku Petunjuk Praktek Uji Bahan. Surabaya: Jurusan Teknik Pemesinan Kapal PPNS. 2. Harsono, D. I. (1991). Teknologi Pengelasan Logam. Jakarta: PT. PradyaParamita. 3. Metallurgi, D. (1986). Petunjuk Praktiku Logam. Surabaya: Jurusan Teknik Mesin FTI ITS. 4. Munir, M. (2000). Modul Praktek Uji Bahan (Vol. 1). Surabaya: Jurusan Teknik Mesin Kapal PPNS. 5. Wahid Suherman, I. (1987). Diklat Pengetahuan Bahan. Surabaya: Jurusan Teknik Mesin FTI ITS.

ELOMPOK 4 - DM - VA

26

LAMPIRAN

ELOMPOK 4 - DM - VA

Commented [M1]: Data dan dokumen hardcopy pengujian yang ditulis manual

27