91919570 Metoda Ultrasonik
Transcript of 91919570 Metoda Ultrasonik
METODA UJI TANPA RUSAK ( UTR )
UMUM :
Uji tanpa Rusak UTR
UTR : Metoda fisis untuk menentukan kondisibahan tanpa merusak bahan.
Pengujian karakteristik bahan dilakukan secara tidak langsung, tetapi melalui
karakteristik yang dapat dihubungkan dengan kondisi yang sebenarnya.
KEUNTUNGAN UTR :
• Tidak merusak bahan
• Dilakukan dilapangan (dilokasi alat / bahan)
• Dapat dilakukan pada bahan sebanyak yang diinginkan, disesuaikan dengan
kondisi dengan bahan yang akan diuji.
BEBERAPA UJI TIDAK MERUSAK
• Uji Visual (VT)
• Uji Liquid Penetrant (PT)
• Uji Magnetik Partikel (MT)
• Uji Ultrasonik ( UT )
• Uji Radiography ( RT )
• Uji Edy Current (ET)
• Uji Acustic Emision (AE)
• Uji Leak ( Kebocoran )
• Uji Analisa Komposisi kimia
• Uji Kekerasan
• Uj Ketebalan bahan. Dll
METODA : UJI ULTRASONIK
METODA ULTRASONIK 1
Gelombang Ultrasonik berfrekuensi tinggi (1 MHz s/d 10 MHz)
ditembuskan kedalam bahan. Dalam penjalarannya didalam bahan, gelombang
ultrasonik akan memantul setiap kali menjumpai bidang pantul (termasuk cacat),
gelombang pantul dapat diterima oleh probe, maka indikasinya dapat diamati
melalui layar CRT (Cathode Ray Tube). Melalui indikasi yang muncul pada CRT
lalu dianalisa untuk mengetahui cacat bahan, untuk mendapatkan cacat seakurat
mungkin, dalam scaning disediakan probe dengan berbagai jenis probe ( dimensi,
frequency dan berbagai sudut probe ).
DASAR-DASAR ULTRASONIK
Gelombang Ultrasonik adalah gelombang mekanik seperti gelombang suara
yang frekuensinya > 20 KHz. Gelombang ini dapat dihasilkan oleh probe yang
bekerja berdasarkan perubahan energi listrik menjadi energi mekanik dan
sebaliknya, selama perambatanya didalam material dipengaruhi oleh sifat-sifat
bahan, misalnya: Massa jenis, homoginitas, besar butir kekerasan dan lain-lain.
Gelombang ultrasonic ini dapat dipakai untuk mengetahui tebal bahan, dan ada
tidaknya cacat didalam bahan.
Gelombang ultrasonic dapat dipantulkan dan dibiaskan oleh permukaan
batas antara dua bahan yang berbeda, dari sifat pantulan pantulan tersebut dapat
ditentukan: tebal bahan, lokasi cacat & ukuran cacat, yang tegak lurus terhadap
arah rambatan gelombang. Dengan menggunakan teknik gema, cacat yang
letaknya agak jauh dari permukaan akan lebih mudah dideteksi, sedangkan yang
sangat dekat dengan permukaan lebih sukar diperiksa. Untuk mendeteksi cacat
lebih akurat dibuatkan probe sudut yang arah rambatannya membuat sudut tertentu.
Dalam penggunaannya probe dikontakan langsung pada benda uji melalui
kuplan yang sangat tipis disebut teknik kontak lansung, dapat pula dilakukan
teknik rendam (Immersion).
METODA ULTRASONIK 2
Ukuran cacat tidak dapat ditentukan dengan tepat karena hanya permukaan
yang tegak lurus terhadap arah rambatan saja yang dapat terdeteksi, penentuan
ukuran cacat dapat dilakukan dengan cara membandingkan amplitudo gelombang
pantul dari cacat tersebut terhadap cacat refrensi. Misal: Cacat refrensi berbentuk
silinder atau berbentuk lingkaran datar yang bidangnya tegak lurus terhadap arah
rambatan gelombang.
PRINSIP DASAR UJI ULTRASONIK.
Untuk memeriksa tebal bahan atau cacat didalam suatu bahan dapat
dilakukan dengan tiga cara yaitu:
Teknik Resonasi
Tekni Transmisi
Teknik Gema
Teknik gema dengan kontak langsung paling banyak digunakan baik pengujian di
laboratorium ataupun di lapangan.
TEKNIK RESONA NSI.
Tebal bahan dapat di ukur dengan cara mengukur frekuensi / panjang
gelombang ultrasonic yang dapat menimbulkan Resonansi Maximum pada bahan
tersebut. Adanya cacat dapat dideteksi dengan terjadinya perubahan resonansi,
karena jarak bahan yang beresonansi berubah.
METODA ULTRASONIK 3
SIGNALAMPLIFIER
HIGH FREKUENSIGENERATOR
WITH VARIABLE FCRT
SWEEP VOLTAGEGENERATOR
BENDA UJI
Probe
TEKNIK TRA NSMISI.
Adanya cacat didalam bahan dapat diketahui dari adanya penurunan
intensitas gelombang ultrasonic yang diterima oleh probe penerima, sedangkan
tebal bahan tidak digunakan untuk pengujian dengan teknik ini.
TEKNIK GEMA
Tebal bahan, lokasi dan besarnya cacat dapat diketahui dari waktu rambat
dan amplitudo gelombang yang diterima oleh probe.
METODA ULTRASONIK 4
100
100
100 4.55
High FrekuensiGenerator
AMPLIFIER
TRANSMITING PROBE RECEIVING
PROBE
Standar uji
40 % Intensity
0 100
50
100 % Intensity
0100
50
AMPLIFIER
Benda Uji
CACAt
GELOMBANG ULTRASONIK.
Di alam ini dikenal bermacam-macam gelombang, misal :
• Gelombang Elektromagnetik (gel radio, cahaya, sinar x, γ dsb)
• Gelombang listrik (arus listrik).
• Gelombang Mekanik (suara, musik)
Gelombang UT adalah gelombang Mekanik seperti suara yang frekuensinya
> 20k.Hz, gelombang ini mempunyai besaran- besaran fisis seperti :
Panjang gelombang (λ), Kecepatan rambat (V), waktu gatar (T), Amplitudo (A).
Frekuensi (F), Soun Path = (S), Koefisien Refleksi material = ( r ), Intensitas
gelombang = ( I ), Factor atenuasi material = (μ) dsb.
Formula yang berlaku bagi gelombang suara berlaku pula bagi gelombang UT,
missal:
λ = F
V S = v . t
Sin α / Sin β = V1 / V2 ......... (Sinellius)
I1 / I2 = r22 / r1
2 ………. ….. (Last sguer law)
It = I0 . e-μ.t ……………… .(Attenuation)
Hukum seperti :
Hamburan, Difraksi, Dispersi dan hukum gelombang lainnya berlaku pula
bagi gelombang ultrasonik. Untuk bahasan selanjutnya diutamakan perhitungan
jarak. Panjang gelombang, pantulan dan Pembiasan.
METODA ULTRASONIK 5
Dalam perambatan pada bahan yang sama V dan F dianggap tetap (konstan).
Dalam berbagai bahan F selalu dianggap tetap, kecepatan rambat bahan (V)
merambat tergantung pada jenis bahan dan mode gelombang. Frekuensi yang
sering digunakan untuk Uji Tanpa Rusak umumnya antara 250 KHZ →15MHZ,
untuk pemeriksaan las digunakan F 2 MHZ → 4 MHZ.
CARA PERAMBATAN GELOMBANG.
Untuk menggambarkan cara merambatnya gelombang Ultrasonik pada
bahan, digambarkan sebagai atom yang saling terikat melalui pegas.
METODA ULTRASONIK 6
atom
pegas
ForceDIRECTION OF PROPAGATION DIRECTION OF PROPAGATION
MODE / GELOMBANG
Dari cara bergetar dan perambatanya, gelombang Ultrasonik dapat menjalar
didalam bahan dengan berbagai mode.
MODE LONGITUDINAL :
Mode longitudinal terjadi bila gelombang Ultrasonik merambat pada suatu
arah sejajar gerakan atom yang digetarkan. Gelombang long (longitudinal /
pressure wave), dapat merambat pada semua bahan (gas, cair, padat)
MODE TRANSVERSAL .
Mode transversal terjadi bila gelombang UT merambat pada arah tegak lurus
pada arah gerakan atom yang digetarkan.
Gelombang transversal / Shear wave hanya dapat merambat pada benda padat.
METODA ULTRASONIK 7
V
λ
F
λ V
FV
T
F
λ
F
VλDIRECTION OF PROPAGATION DIRECTION OF PROPAGATION
MODE PERMUKAAN.
Mode permukaan terjadi bila gel UT transversal merambat pada permukaan,
gerakan atom berbentuk ELLIPS (Surface Releigh wave).
Hanya merambat pada permukaan bahan benda padat pada kedalaman max 1 λ.
MODE PELAT .
Mode pelat terjadi bila gel Longitudinal merambat pada bahan plat tipis
yang tebalnya kurang dari ½ λ. gerakan atom yang bergetar berbentuk ELLIPS.
Gel plat / lamb wave merambat pada seluruh benda uji plat tipis, berbentuk
simetris atau asimetris.
SYMETRICAL ASYMETRICAL
PLATE WAVES
METODA ULTRASONIK 8
2 W2 – W1 W1 + W2
Tranducer
Test specimen
Discontinuity (Crack)
Particle motion
Direction of propagation
particleMedium Surface
THIN SHEET (PLATE)
DIRECTION OF PROPAGATION DIRECTION OF PROPAGATION
PERUBAHAN MODE.
Gelombang UT yang merambat dalam suatu bahan, dapat berubah mode,
dari satu mode ke mode lain. perubahan ini terjadi misalnya karena : PANTULAN
atau PEMBIASAN. Mode berubah kecepatan rambat berubah, sedangkan F tetap
akibatnya λ berubah.
KEMAMPUAN DETEKSI.
Cacat terkecil yang dapat dideteksi oleh gelombang ultrasonik adalah :
KECEPATAN RAMBAT DAN PANJANG GELOMBANG.
Kecepatan rambat (v) gelombang Ultrasonik dalam suatu bahan tergantung
pada jenis bahan yang dilalui oleh mode gelombang tersebut.
Gelombang Longitudinal (VL) :
VL =
Gelombang Transversal. (VT).
VT =
Dimana : E = Modulus elastisitas
ρ = Massa Jenis
τ = Rasio Posion
VL dan VT, sudah dihitung / tersedia pada tabel untuk berbagai jenis material.
METODA ULTRASONIK 9
2 W2 – W1 W1 + W2
Ǿ min = 1/2 λ
E 1 - τ ρ (1+ τ) (1-2τ)
E 1
ρ 2 (1+ τ)
=
Untuk mode pelat kecepatan rambat tidak hanya tergantung pada jenis bahan.
Tetapi tergantung pula pada tebal bahan & frekuensinya → untuk itu sulit
dirumuskan.
Missal bila F diketahui maka λ dapat dihitung.
TRANSMISI & PANTULAN PADA PERMUKAAN YANG TEGAK LURUS
PADA ARAH RAMBATAN.
Bila gelombang ultrasonik menjalar dari bahan I ke bahan II tegak lurus pada
permukaan batas ke II bahan tersebut, maka sebagian gelombang akan diteruskan
sedangkan sebagian lagi dipantulkan.
Intensitas yang diteruskan / dipantulkan tergantung pada koefisien transmisi /
refleksinya.
W1 = ρ 1 . V1
W2 = ρ 2 . V2
Dimana : R = Koefisien Refleksi
D = Koefisien Transmisi
W = Impendansi Akustik
ρ = Massa Jenis
V = Kecepatan Rambat
Besarnya impendansi akustik dan kecepatan rambat tidak usah dihitung tinggal
lihat ditabel.
METODA ULTRASONIK 10
D = I – R .2 W2 – W1 W1 + W2
R =
=
R =
2 2 46,5 – 1,5 45 46,5 + 1,5 48
Misal : Bahan 1 Oli → W = 1,5 . 10 kg / m2s
Bahan 2 Baja → W = 46,5 . 10 kg / m2s
D = 1 – 0,88 = 0,12 atau 12%
Ini berarti bahwa 88% dari gelombang yang datang dari oli akan dipantulkan
kembali oleh permukaan baja, dan hanya 12% yang diteruskan kedalam baja,
sebaliknya bila gelombang datang dari baja, maka 88% akan dipantulkan kembali
oleh permukaan baja dan hanya 12% saja yang diteruskan ke dalam oli.
ATENUANSI.
Dalam perambatannya gelombang ultrasonik juga mengalami pengurangan
intensitas, baik karena PENYEBARAN, ABSORSI, maupun HAMBURAN oleh
butiran, juga dipengaruhi oleh frequensi yang melalui bahan tersebut.
Rumus atenuasi :
Dimana : Io = Intensitas mula-mula
It = Intensitas setelah melalui tebal t
γ = Koefisien atenuasi
METODA ULTRASONIK 11
It = I0 . e – γ t
R = =
= 0, 88 atau 88%
2
I0 It
t
Pengurangan amplitudo sebagai akibat atenuasi untuk berbagai harga γ dapat
ditunjukan dalam tabel. Harga γ untuk baja dan Al bila frekuensi gelombang 2
MHz adalah 10 x 10-3 dB/mm sedangkan untuk besi 100 x 10-3 dB/mm.
dB (decibel) adalah satuan tingkat kekuatan gelombang dan didefinisikan sbb :
Oleh karena itu besi tuang lebih banyak mengatenuasi gel ultrasonic dibanding
dengan baja ( Al ), terutama bila digunakan F yang lebih tinggi. Karena ukuran
butiranya lebih besar, ukuran butir yang lebih besar akan banyak menghamburkan
gelombang kearah lain.
PANTULAN DAN PEMBIASAN.
Gelombang ultrasonik yang datang pada permukaan batas akan dipantulkan &
dibiaskan mengikuti hukum snellius.
METODA ULTRASONIK 12
dB = -20 log
αT
αL
βL
βT
LT
L
L
T
V1V2Material 1 = Material 2 =
=Material 1 = V1
α
β T
T
L T
Misal : Gelombang datang dari perspeks dengan sudut datang 100, masuk kedalam
baja.
Perspeks = V1 L = 2,73 x 103 m/s, V1 T = 1,43 x 103 m/s
Baja = V2 L = 5,9 x 103 m/s, V2 T = 3,23 x 103 m/s
Analisa Bidang Pantul :
Gel Long → = = 1 → αL = α = 100
Gel Transv→ = → Sin αT = . Sin 100
= . 0,174 = 0,0909
αT = 5,220
Analisa Bidang Bias :
Gel Long → = → L = = 0
= . 0,174 = 0,376 βL = 22, 090
Gel Transv→ = → Sin βT = . Sin 100
= . 0,174 = 0,20 βT = 11,880 = 120
Bila sudut datang diperbesar maka pada suatu posisi α tertentu akan menyebabkan
βL = membentuk sudut 900
Artinya gelombang longitudinal yang dibiaskan merambat pada permukaan batas
(α k1) disebut sudut kritis I contoh diatas.
METODA ULTRASONIK 13
0
-10
-20
310
15
β T
T
L T
Signal Am
plitude
Sin α k1 / Sin βL = V1 L / V2 L → Sin α k1 = (2,73 / 5,9) x Sin 900
Sin α k1 = 0,463 → α k1 27,560 = 280
Bila sudut datang lebih besar dari 280 maka seluruh gelombang longitudinal akan
dipantulkan kembali ke perspek & didalam baja hanya merambat gelombang
transversal saja.
Bila sudut datang terus diperbesar maka pada suatu posisi tertentu βT = 900 →
artinya gelombang transversal merambat pada permukaan batas, kondisi ini disebut
sudut kritis ke II. (α k2), kondisi ini menghasilkan gelombang permukaan.
Sin α k2 / Sin βT = V1 L / V2 T → Sin α k2 = (2,73 / 3,23) x Sin 900
Sin α k2 = 0,845 → α k2 = 57,690 = 580
Sudut kritis I. Sudut kritis II.
Bila sudut datang diperbesar terus, gelombang transversal & longitudinal
dipantulkan seluruhnya dan pada sudut datang 65 0 terjadi gelombang permukaan
murni.
PENGARUH KUPLAN.
Fungsi Kuplan yaitu untuk memudahkan merambatnya gelombang dari
probe kedalam benda uji, karena apabila antara probe dan benda uji terdapat udara
METODA ULTRASONIK 14
0
-10
-20
∆ H
310
15
β
V1
V2
T
βL
T
Lα k1 α k
2
T
LV1
V2 βT
Signal Am
plitude
maka hampir 100 % gelombang akan dipantulkan kembali kedalam probe. Pada
teknik kontak langsung, bila permukaan halus lapisan kuplan sangat tipis tidak
mempengaruhi arah rambatan tapi mempengaruhi amplitudo dari indikasi yang
timbul pada layar, maka dari itu untuk pengukuran besarnya cacat tekanan yang
diberikan ke dalam probe diusahakan konstan.
Oli adalah kuplan yang cukup baik, tetapi ada yang lebih baik daripada oli yaitu
Gliserin, selain itu juga ada yang dapat digunakan sebagai kuplan diantarnya :
elmulsi air, air, stempet, kanji dan lain sebagainya. Dalam aflikasinya kuplan
disesuaikan dengan benda uji.
Surface Roughness ( µm)
Surface Roughness, Type of Couplant
and Signal Amplitude
Beam Path distance (mm).
METODA ULTRASONIK 15
0
-10
-20
F = 5 M.H.Zsize 10 x10
Am
plit
udo
Tra
nsm
itte
d (d
b)
∆ H
310
15
Signal Am
plitude
0 50 100 150 200
Glycerine 100 %
glycerine 50% + water
glycerine 25% + water
water
Oil
Steel 30
B
Attenuation Beam Spread
Beam Path Distanc
ATTENNUATION DUE TO BEAM SPREAD & SCATTERING
ATTENUATION DURING TRANSMISION.
SUMBER DAN PENERIMA GELOMBANG
Suara dapat ditimbulkan melalui berbagai cara. Misalnya mekanik
(memukul, memetik) atau dengan cara elektronik melalui transduser (pengeras
METODA ULTRASONIK 16
Am
plit
udo
Tra
nsm
itte
d (d
b)
(A)
(B)
∆ H
HB1
HB2
0 T 2T
Scattering∆ HS
Beam Spread∆ HBS
Beam Spread
Scattering
EC
HO
SIG
NA
L H
EIG
HT
(D
B)
Attenuation by beam spread
Transfer Loss
Attenuation by Scattering
Reflection Loss
S
D
suara) dsb. Gelombang ultrasonik dapat ditimbulkan oleh perubahan energi listrik
ke energi mekanik dari transduser yang disebut PROBE, melalui efek
PIEZOELEKTRIC dan MAKNETROSTRIKTIF. Kedua efek ini reversible dapat
terjadi dari listrik ke mekanik dan sebaliknya, karena sifat reversible maka probe
dapat berfungsi sebagai sumber dan penerima gelombang ultrasonik.
EFEK PIEZOELEKTRIK.
Efek ini terjadi pada kristal bahan tertentu seperti barium titanat, kuarsa dsb.
Bila kristal menerima tegangan listrik, dimensi kristal akan berubah, dan apabila
aliran listrik dimatikan maka dimensi kristal akan kembali ke dimensi semula dan
terjadi getaran.
Bila kristal ditempatkan pada benda lain maka getaran akan diteruskan dan
merambat kedalam benda uji. makin tinggi tegangan yang diberikan pada kristal
amplitude getaran makin besar. Frekuensi getaran tergantung pada dimensi kristal
METODA ULTRASONIK 17
Am
plit
udo
Tra
nsm
itte
d (d
b)
+ m v.+
piezoelectric, makin tipis ( tebal kristal ) maka frekuensi yang timbul makin
BESAR. Sebagai contoh : tebal kristal 1mm untuk barium titanate dapat
menghasilkan gelombang ultrasonic 2,2 MHz. Kristal piezoelectric dengan kontak
listriknya diberi wadah keseluruhanya disebut probe.
PROBE : Kristal tunggal → Probe tunggal
Kristal ganda → Probe kembar / ganda
Bila bidang permukaan Kristal sejajar dengan bidang permukaa probe → disebut
probe NORMAL, gelombang yang keluar adalah gelombang LONGITUDINAL &
arah rambatannya tegak lurus terhadap permukaan probe.
Bila bidang permukaan tidak sejajar antara kristal dengan permukaan probe.
disebut probe SUDUT gelombang yang masuk kebenda uji adalah
gelombang TRANSVERSAL dan membentuk sudut tertentu misalnya sudut 450,
sudut 600, Sudut, 700.
jadi ada 4 macam probe :
• Probe Normal tunggal
• Probe Normal kembar (TR).
• Probe sudut tuggal
• Probe sudut kembar
Dan probe sudut UNIVERSAL.
METODA ULTRASONIK 18
kristal
couplant
Benda UjiBenda Uji
couplant
kristal
N
EPEK MAKNETOSTRIKTIF.
Beberapa macam bahan seperti : Baja, ferrit, nikel dan paduaanya dapat
berubah dimensainya bila berada dalam magnet yang kuat. Bahan ini mempunyai
sifat effek maknetostriktif, medan magnet yang timbul dari kumparan yang dilalui
arus listrik.
Bahan ini akan berubah dimensinya bila arus listrik dihentikan dan kembali
ke semula dan bergetar, menimbulkan getaran UT. Juga sebaliknya gel UT datang
pada bahan. Dalam bahan akan terjadi medan magnet, menginduksi kumparan
sehingga terjadi tegangan listrik.
Medan magnet ini menginduksi kumparan sehingga terjadi tegangan listrik
yang selanjutrnya diperkuat untuk penditeksian.
Untuk mengurangi panas sebagai akibat arus yang timbul pada bahan
maknetostriktif, bahan ini dibuat berlapis-lapis seperti inti transformator. Bahan
maknetostriktif juga mempunyai sipat reversible.
GEOMETRI GELOMBANG.
METODA ULTRASONIK 19
λ = Sin γ = 1,22 S
N
Seperti pada gelombang suara , gelombang UT yang keluar dari probe dan
merambat pada benda uji , membentuk pola penyebaran 3 dimensi ke semua arah.
Intensitas maximum terjadi pada arah sumbu kristal piezoeleotrik (central beam).
Meskipun menyebar ke semua arah, dalam akustik di tetapkan batas-batas
intensitas dimana gelombang masih dapat dimanfaatkan untuk pengukuran yaitu
10% (-20 dB), terhadap intensitas maximum (central beam) pada setiap penampang
lintang.
Didaerah medan dekat N gel merambat secara silindris (tidak menyebar), arah dan
intensitas gel tidak teratur, daerah ini pengukuran tidak teliti.
Didaerah medan jauh (F), gel menyebar secara konis, arah dan intensitas gel
teratur, pengukuran lebih teliti.
.
Formula lain
METODA ULTRASONIK 20
λ = Sin γ = 1,22 S
Sin γ = V / D.FN = D2 F / 4V
Sudut penyebaran (γ)Medan dekat (N)
Dead zone 10% ~ -20 dB
N
Central beam100% ~ 0 dB
10 % ~ -20 dB
F
γD
T
CRT
Dimana : N = Medan dekat
D = diameter off kristal
f = frekuensi
V = kecepatan rambat
λ = panjang gelombang
Jadi terlihat
N makin besar bila D dan f besar, dan sebaliknya
γ makin besar bila D dan f kecil, dan sebaliknya
Hal ini dapat dipakai sebagai bahan pertimbangan dalam melakukan pengukuran.
Pengukuran bahan tipis dapat dilakukan dengan probe yang diameternya kecil
sehingga N kecil atau dengan probe kembar / ganda.
Untuk benda tebal dapat dilakukan denganmenggunakan probe yang diameternya
besar, sehingga intensitasnya semakin kecentral beam, penetrasi gelombang
semakin baik walaupun, N semakin besar. Untuk itu dalam penggunaan probe,
factor diatas harus diperhatikan.
METODA ULTRASONIK 21
λ = Sin γ = 1,22 S Sin γ = 1,22 V / D.F
CRT
PESAWAT ULTRASONIK.
Prinsip pesawat UT tergantung pada tehnik yang digunakan. peralatan untuk tehnik
resonansi berbeda dengan. Peralatan untuk tehnik gema / transmisi.
Diagram dibawah ini rangkaian yang biasa digunakan untuk tehnik gema.
Pesawat ini pengukuran yang dilakukan berdasarkan pada pengukuran waktu dan
tegangan.
Pengukuran waktu yang dilakukan melalui skala horizontal diterjemahkan untuk
pengukuran jarak (s) sedangkan pengukuran tegangan untuk skala vertikal adalah
untuk mengetahui besarnya cacat skala horizontal dan vertical ini harus linier, agar
hasil pemeriksaan menjadi akurat / teliti.
METODA ULTRASONIK 22
Acceiver
Amplipier
Sweep
Timer
Transmitter
Test piece
S = V . tProbe
CRT
METODA ULTRASONIK 23
METODA ULTRASONIK 24
3
CARA BEKERJA PESAWAT :
METODA ULTRASONIK 25
3
0
Secara simgkat pesawat UT bekerja sebagai berikut :
Layar merupakan bagian depan dari suatu tabung hampa, bagian dalam layar
dilapisi zat fluresen yang dapat menyala terang bila tertembak electron, electron
berasal dari sumber yang terletak dibagian belakang tabung hampa.
Antara sumber electron dan layar terdapat lempeng vertikal dan horizontal dan
pengaturan focus. Lempeng mempengaruhi gerakan horizontal, juga lempeng
horizontal mempengaruhi gerakan vertical dari sinar electron dalam perjalanan
menuju layar.
Berkas electron yang terfocus mengenai layar menimbulkan bintik yang
menyala. Bila lempeng A,B,C,D tidak diberi tegangan maka sinar electron akan
jatuh ditengah layar bintik nyala.
Bila lempeng A lebih positip dari pada B, bintik nyala akan berpindah ke
titik 1, besarnya perpindahan tergantung besarnya beda tegangan antara lempeng A
& B dan apabila lempeng B lebih positip bintik nyala akan berpindah ke titik 2,
demikian pula dengan lempeng C dan D.
Bila lempeng C dan B diberi tegangan tertentu maka bintik nyala akan
berpindah ke skala 0, dalam keadaan ini bila lempeng D diberi tegangan secara
bertahap maka bintik nyala akan bergerak kearah skala 10 dan bila tegangan D
dihilangkan maka bintik nyala kembali ke O.
METODA ULTRASONIK 26
0 10Tabung hampa CRT
A
B
D
C
..
.. 3 4
2
1.
000
Jarak
Untuk pengaturan selanjutnya diatur dengan mengatur tombol-tombol
range / time base skala horizontal dan vertical.
Dengan mengatur tombol, kecepatan garakan bintik nyala dari skala O ke
10 dapat disesuaikan dengan kecepatan gerakan gelombang ultrasonik didalam
benda uji hal ini dilakukan pada waktu kaibrasi jarak.
Probe mempunyai hubungan langsung dengan pemancar juga melalui
lempeng A melalui penguat pada saat pemancar memberikan tegangan pada kristal.
Kristal mulai bergetar mengeluarkan gelombang ultrasonik, sehingga pada layar
akan terjadi penyimpangan bintik nyala kearah vertical dan menghasilkan pulsa
awal.
Bila gelombang ultrasonik dipantulkan kembali dan ditangkap oleh probe
maka pada saat penerimaan gelombang ini, bintik nyala ini juga akan menyimpang
vertikal menghasilkan indikasi.
METODA ULTRASONIK 27
0 t2 t1 2t2 3t2 2t1 t3tt
Jarak
Makin besar kekuatan gel pantulan, makin tinggi amplitudo yang terjadi pada
layar, dari lokasi indikasi yang terjadi, dapat diketahui lokasi dari permukaan
pemantul /cacat.
Pulsa awal merupakan petunjuk, bahwa gelombang mulai dipancarkan,
mempunyai lebar tertentu, dimana pada daerah selebar pulsa tersebut. Pengamatan
pantulan gel tidak dapat dilakukan daerah ini disebut Dead zone.
DISPLAY HASIL PENGUKURAN .
Salah satu jenis pesawat ultrasonik menggunakan layar sebagai display,
dimana indikasi yang timbul akibat pantulan gelombang dapat memberikan
informasi tentang jarak / lokasi permukaan pantulan (skala horizontal) dan
amplitudo (skala vertical), presentasi ini disebut SCAN –A.
Dari presentsi scan –A dapat digabungkan dengan system lain yang dapat
menggambarkan letak cacat pada suatu penampang lintang dari benda uji yang
diperiksa, presentasi ini disebut SCAN-B.
Bila scan –A digabungkan dengan posisi probe diseluruh permukaan benda uji
maka diperoleh lokasi cacat dilihat dari permukaan atas presentasi ini disebut
SCAN-C.
Display digital dilakukan dengan mengambil dasar seperti pada SCAN-A,
hanya jarak yang dapat Dipersentasikan misalnya Thicknees meter.
METODA ULTRASONIK 28
Scan -C
Scan - B
tc
tc
t
SCAN - A
0 5 1011
Jarak
FUNGSI TOMBOL.
Fungsi tombol pada umumnya sama meskipun berbeda pembuatnya.
METODA ULTRASONIK 29
Fungsi tombol yang penting adalah :
1. Tombol nyala / mati.
2. Tombol gain.
• Tombol gain kasar perubahan 20 dB.
• Tombol gain halus perubahan 2 dB (< 2 dB).
3. Tombol supresi untuk membatasi atau menghilangkan gangguan (noise).
4. Tombol fungsi untuk memilih jenis probe
5. Tombol range ( daerah ukur / time base ).
6. Tombol penggeser pulsa ( delay line ).
7. Tombol pulsa monitor untuk memunculkan atau menghilangkan pulsa
monitor pada layar / dari layar.
8. Tombol pengatur lebar atau lokasi pulsa monitor.
9. Tombol pengatur focus, untuk mempertajam garis / titik nyala.
10.Tombol pengatur batas daerah ukur yang diperiksa untuk analisa cacat.
11.Tombol pengatur suara apabila di stel kemungkinan terjadinya cacat /
pantulan yang terdeteksi.
12. Tombol pengatur lebar pulsa.
13. Tombol untuk charger
14.Tombol untuk dihubungkan dengan peralatan lain
METODA ULTRASONIK 30
KLIBRASI.
KALIBRASI JARAK PROBE NORMAL TUNGGAL
METODA ULTRASONIK 31
100
Kalibrasi dimaksudkan untuk menyesuaikan skala pada layar misal 0 – 10.
Dengan jangkauan dari gelombang ultrasonic dalam benda uji / blok kalibrasi.
Gelombang yang merambat didalam benda uji / blok kalibrasi adalah gelombang
longitudinal sebelum melakukan kalibrasi jarak tempuh harus diketahui telebih
dahulu tebal benda uji yang akan diukur kira-kira tBU? Setelah itu tentukan range ?
→ R > tBU
Misal tBU = ± 90 mm → R = 100
n = stdt
R =
25
100 = 4 Indikasi pulsa
Indikasi I = R
25 × Skala layar
= 100
25 × 10 = 2,5
II = 100
252 x × 10 = 5
III = 100
253 x × 10 = 7.5
IV = 100
254 x × 10 = 10
C heck kalibrasi.
METODA ULTRASONIK 32
100
0 243
6 8 10
V1 25
Block Standar
V1
100 5
Lucite
231
t Lucite = 23 = 50 steel
I. 100
50 × 10 = 5 II.
100
502 x × 10 = 10
Check ke t = 100
100
100 × 10 = 10
Mengukur Tebal Benda U ji
KALIBRASI JARAK PROBE NORMAL
METODA ULTRASONIK 33
100 5
V1 100
tBu2
= x 100 = 60 mm60 mm
80 mm
40 mm
tBu
= x 100 = 80 mm
mmmm
0 6 10
100 5 8
tc = 4 / 10 . 100 = 40 mm
PROBE DIARAHKAN KE TEBAL 25 mm PADA V1
TEST
RANGE (mm)
INDIKASI PULSA PADA SKALA LAYAR
I II III IV V VI VII VIII IX X50 5 10100 2.5 5 7.5 10125 2 4 6 8 10150 1.66 3.33 5 6.6 8.3 10200 1.25 2.5 3.75 5 6.25 7.5 8.75 10250 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10300
PROBE DIARAHKAN KE TEBAL 100 mm PADA V1
200 5 10250 4 8300 3.3 6.6 10400 2.5 5 7.5 10500 2 4 6 8 10
Untuk kalibrasi jarak Range ≥ 200
Probe diarahkan keketebalan 100 untuk memudahkan kalibrasi.
KALIBRASI JARAK PROBE NORMAL KEMBAR
Kalibrasi jarak tempuh untuk range lebih besar dari 20/25 mm caranya
sama seperti kalibrasi probe normal tuggal. Sedangkan untuk range dibawah 25
mm kalibrasi dilakukan sebagai berikut :
missal R= 10mm menggunakan standar v w.
METODA ULTRASONIK 34
0 2 64 8 10
4
Indikasi : x Skala layar
: x 10 = 4
Indikasi : x 10 = 8
Mengukur cheeking ke ketebalan yang lain
Indikasi : x 10 = 5
Kalibrasi OK
KALIBRASI JARAK PROBE SUDUT
Pelaksanaan kalibrasi jarak dengan probe sudut lebih sukar dari pada probe
normal, karena posisi probe harus tepat, pada garis acuan yang telah dibuat dalam
standar blok tersebut. Karena posisi probe yang tepat akan mengasilkan indikasi
yang amplitudonya maximum. Sebelum melakukan kalibrasi jarak probe sudut
harus sudah diketahui :
1. Titik index (exite poin),
METODA ULTRASONIK 35
78
0 2 64 8 10
0 2 64 8 10
5
2. Penyimpangan sudut probe,
Untuk menentukan range (jarak jangkau) kalibrasi harus dicari dulu sound path
(S). Misal tebal benda uji = 20 mm, sudut probe 600
R > S S =
Dari hasil perhitungan missal S = 80 mm maka R = 100
Probe diarahkan ke radius 25
Indikasi : 1. x 10 = 2.5 2. x 10 = 10
Chek kalibrasi probe diarahkan ke 50
METODA ULTRASONIK 36
βStS = 2 . 20 / cos 60 = 80
5025
0 2 64 8 10
0 2 64 8 10
2550
Indikasi = (50 / 100) x 10 = 5
Bila perlu chek lagi kearah radius 100 mm. di layar akan muncul pada skala
(100 / 100) x 10 = 10
Kalibrasi jarak missal R = 250
Indikasi : x Skala layar
I = x 10 = 4 II = x 10 = 8
Setelah melakukan kalibrasi jarak tempuh sesuai dengan jarak jangkau yang
dikehendaki pada layar dan sudah yakin benar. Untuk selanjutnya melakukan
pemeriksaan cacat pada benda uji missal sambungan las.
KALIBRASI JARAK DENGAN PROBE SUDUT
TEST
RANGE (MM)
PROBE
DIARAHKAN KE
PULSA MUNCUL DILAYAR HARUS PADA
SKALA
I II III IV V
METODA ULTRASONIK 37
100
0 2 64 8 10
33
100Radius 25
Radius 50
2.5
5
10
-
125
Radius 25
Radius 50
Radius 100
2
4
5
8
10
-
150
Radius 25
Radius 50
Radius 100
1.66
3.33
6.66
6.66
8.33
-
175
Radius 25
Radius 50
Radius 100
1.42
2.85
5.71
5.71
7.1
-
200
Radius 25
Radius 50
Radius 100
1.25
2.5
5
5.0
6.25
10
300 Radius 100 3.33 6.66 10
400 Radius 100 2.5 5 7.5 10
500 Radius 100 2 4 6 8 10
KALIBRASI ALAT ( PESAWAT UT )
Setiap kali akan digunakan, pesawat UT harus dikalibrasi dengan bantuan blok
kalibrasi . Misalnya dengan blok kalibrasi V1,V2. Kalibrasi alat ini harus
diperiksa linieritasnya baik skala horizontal maupun vertical
PEMERIKSAAN LINIERSITAS HORISONTAL;
Pemeriksaan dimaksudkan untuk meyakinkan bahwa skala horizontal linier. Buat
range 250 mm pada layar. Tempatkan probe pada ketebalan 100. V1.
METODA ULTRASONIK 38
33
% FSH
Atur pulsa pada skala 4 dan 8, selanjutnya tempatkan probe pada ketebalan 25 V1,
amati setiap indikasi pulsa.
Indikasi:
Apabila tepat pada skala 1 s/d 10 maka skala horizontal linier.
PEMERIKSAAN LINIERITAS VERTIKAL
Pemeriksaan dimaksudkan untuk meyakinkan bahwa skala vertical adalah linear
untuk itu diusahakan pada layar dapat ditimbulkan dua buah indikasi yang
amplitudonya 2: 1
METODA ULTRASONIK 39
0 2 64 8 10331 5 97
25 V1
10008591
0 2 64 8 10
30% FSH
X = ….dB
60% FSH
1,8 1,9 2 2,1 2,2
●
●
●
●
●
●
●
●
± 10 %
± 5 %
% FSH
Skala vertical linear apabila ratio berada
pada range toleransi yang diijinkan atau
linier pada berapa % FSH → % FSH sesuai
referensi standar range toleransi.
PEMERIKSAAN LINIERITAS TOMBOL
GAIN.
Pemeriksaan dimaksudkan untuk
meyakinkan bahwa step tombol dari
pesawat UT adalah linier.
Amplitudo
Awal (%)
Perubahan
Gain (dB)
Amplitudo
Actual
Amplitudo
Akhir (%)
Keterangan
80
80
40
20
-6
-12
+6
+12
-
-
-
-
32 - 48
16 - 24
64 - 96
64 - 96
METODA ULTRASONIK 40
X dB I % II % Ratio
I/IIX+4 - - 2,05
X+2 - - 2
X=30 60 30 2
X-2 - - 2
X-4 - - 1,95
X-6 - - 1,95
X-8 - 1,9
X-10 1,9
100V1
0 2 64 8 10
-6Db
80 %
40 %
% FSH
PEMERIKSAAN RESOLUSI.
Apabila resolusinya baik indikasi harus dapat memperlihatkan perbedaan jarak
yang sangat berdekatan pada skala 8,5 ; 9,1; 10
SENSITIVITAS DAN RESOLUSI
Sensitivitas dan resolusi dari sistim pesawat UT tergantung pada alat elektronik dan
probenya
Sensitivitas : adalah kemampuan system untuk menditeksi pemantul kecil yang
letaknya jauh dari permukaan, sedangkan
Resolusi : adalah kemampuan system untuk membedakan dua permukaan
pemantul yang sangat berdekatan. Sensitivitas dan resolusi merupakan dua faktor
yang saling mempengaruhi artinya bila Sensitivitasnya baik →resolusinya kurang
baik sedangkan bila resolusinya baik sensitivitasnya kurang baik.
Demikiaan pula alat elektroniknya untuk memperoleh sistim yang resolusinya baik
di perlukan probe dan alat elektronik yang baik besaran sentivitas biasanya relatip
yang satu mungkin laebih baik dari yang lain
SENSITIVITAS RESOLUSI
METODA ULTRASONIK 41
0 2 64 8 10
0 2 64 8 10
KURANG
KURANG
0 2 64 8 10
BAIK
0 2 64 8 10
BAIK
0 2 64 8 10
KURANG
V1
8591 100
PEMERIKSAN TITIK INDEK.
Titik indek perlu diketahui lokasinya karena titik ini merupakan titik nol dari setiap
pengukuran jarak.
Dilakukan sebagai berikut :
METODA ULTRASONIK 42
Titik Index Lama Titik Index
Baru
V1
0 2 64 8 10
MAX
Kesalahan / ketidak telitian dalam menentukan letak titik indeks akan
mengakibatkan kesalahan dalam menentukan letak cacat /reflector.
Kesalahan letak titik indek terhadap spesipikasi pabrik maks ± 2 skala.
Bila telah melebihi 2 skala probe harus diperbaiki atau tidak dipakai.
PEMERIKSAN SUDUT PROBE
Sudut bias gelombang yang masuk kedalam benda uji dapat diukur dengan
beberapa macam cara, tetapi sebelumnya titik indeks harus diketahui lokasinya.
METODA ULTRASONIK 43
Dengan cara interpolasai sudut probe yang sebenaranya adalahMisalnya 580
Y=15β
Θ=15
X
TitikIndekprobe
Titk indek
40 50 60Sudut probe
40 50 60
V1
0 2 64 8 10
MAX
0 2 64 8 10
MAX
Ukur jarak X dan Y.
Y = 15 sudah standar, x = diukur dari titik indeks sudut probe →tan β dapat dicari.
Sudut probe yang diperkenankan toleransinya ± 2˚ probe harus diperbaiki jangan
langsung digunakan.
IMERSION TEHNIK
Biasanya sistim imersion (rendam) ini digunakan untuk pengukuran secara
otomatis, dimana sistim scan A digabungkan dengan gerakan probe terhadap
permukaan BU dalam sistem terpadu sehingga menghasilkan Scan –B dan Scan C.
mengingat jarak permukaan BU jauh maka harus ditentukan jarak minimum yang
tidak akan mengganggu pengukuran.
METODA ULTRASONIK 44
VL air
VL baja Tebal baja
Jarak air d air
Waktu yang diperlukan oleh gelombang untuk merambat dari probe ke permukaan
BU adalah :
tair = dair /VLair
pantulan kedua terjadi dalam selang waktu t air . jadi supaya pantulan ke 2 dan
seterusnya tidak mengganggu dari permukaan di dalam BU (antara permukaan 1
dan 2)
Maka tbj = dbj / VLbj < tai
Karena Vbj = 4 Vair, maka : dbj < 4 dair atau dair > ¼ dbj.
Jadi jarak probe permukaan I harus lebih besar dari ¼ dbj (tebal BU). Untuk dapat
membaca skala lebih teliti range dapat diperkecil dan indikasi permukaan I dapat
digeser ke skala 0.
METODA ULTRASONIK 45
dair
R 200
0 10985tBU
tc
0 1
1I
6 7
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Tebal benda uji
d Air tc
MENENTUKAN LOKASI DIMENSI CACAT LAMINASI DENGAN PROBE
NORMAL.
LANGKAH KERJA :
1. Tentukan / ukur BU. Tebal = ……40.
2. .tentukan range R > 40→R=50.
3. Lakukan kalibrasi jarak → OK
4. mencari cacat laminasi
• ukur BU dq UT tebal / Back Wal.
Kalibrasi gain sensitivity, buat indikasi menjadi 100% FSH catat G = …..dB + 6
dB = …..dB = Gain Operasi
METODA ULTRASONIK 46
TBU = (8,2 / 10) x 50 = 41
TBU
0 243
6 8 10
100 %
R 50
5. Pencarian cacat laminasi teknik 6 dB drop
TEKNIK EKUALISASI
HASIL UJI CACAT LAMINASI
METODA ULTRASONIK 47
22
2 2
2
1
22 1
Tc = (4 / 10) x 50 = 20
Ujung cacat
100 %
tc0 04 8 0 104 8,2
1 21 2
Equel
10
100
22
2 2
2
1
22 1
tc = (4 / 10) x 50 = 20
Ujung cacat
0 04 8 0 4 8,2
1 21 2
100 %
50 %6 dB
tc
100
?
?
tBU
?
?
BU
MENENTUKAN LOKASI DAN DIMENSI CACAT MENGGUNAKAN PROBE
SUDUT
LANGKAH KERJA :
1. Mengukur t BU → t = ….. missal t = 20
2. menentukan sudut probe β =…….˙ missal sudut 600
3. menentukan titik indeks probe, Check sudut bias probe
4. menentukan range → R > βcos
t , βcos
2t
R ≥ 60cos
20 = 40 → R = 100
5. lakukan kalibrasi jarak → Check OK
6. lakukan kalibrasi gain sensitivity
METODA ULTRASONIK 48
Ø1,5V1
o 100% FSH
Max
G = ……dB + 6 dB
Gop = …..dB
7. memeriksa cacat pada BU
• analisa cacat
Menentukan Lokasi & Dimensi Cacat
Sc = dilihat dilayar → Sc = (2,5/10) x 100 = 25 mm
Px = diukur pada BU
Pc = dihitung → Pc = Sc . Sin β
METODA ULTRASONIK 49
tLeg 2 Leg 1
Cacat
Leg 1 = Sc < t/cos β
Leg 2 = Sc > t/cos β
Sc < 2t/cos β
50 %
100 %
50 %
L
100% R 100%
Max
0 102 2,5
X
Px
Pc
tc
- 100 %
- 6 dB
- 50 %
0 2,5
0 10
X = Px – Pc
L = diukur pada BU
tc = dihitung → leg 1 → tc = Sc . cos leg 2 → tc = 2t – Sc cos β
Hasil Pengukuran
MENENTUKAN LOKASI & DIMENSI CACAT LAS
Langkah kerja
1. Ukur tebal BU. → t = 20 mm
2. Cari cacat laminasi, tidak ada cacat laminasi → Teruskan
3. Memilih sudut probe – menentukan sudut probe – mencek sudut probe
4. Menentukan range → R = t / cos β ; 2t / cos β
Misal t = 20 → R > 2 . 20 / cos 60 = 80 → R = 100
5. Melakukan kalibrasi jarak → OK
6. Melakukan Kalibrasi gain sensitivity
7. Pemeriksaan Sambungan las
METODA ULTRASONIK 50
tBU
?
?
?
?
??
G = …dB+ 6 dB
Gop = ….dB
Ø1,5V1
o100 %
Max
0 10
Penentuan scaning area
Analisa cacat las
Untuk leg 1 Sc < t / cos β = 20 / cos 60 = → Sc < 40
Untuk leg 2 Sc > t / cos β ; Sc < 2t / cos β → 40 < Sc < 80
METODA ULTRASONIK 51
P = 2 .t. tg β
HAZ
P = 2 .t. tg β
Leg 1
Max
0 104 6 8
Leg 2
Pc
Px
Sc
Penentuan Lokasi & Dimensi Cacat Las
HASI UJI SAMBUNGAN LAS
• Sc = dilihat dilayar
• Px = diukur pada BU
• Pc = Sc . Sin β dihitung
• X = Px – Pc
• L = diukur pada BU
• tc = untuk leg 1 → tc = Sc . cos β
leg 2 → tc = 2t – Sc . cos β
METODA ULTRASONIK 52
50 %
100 %
50 %L
x
Pc
tc
100 %
50 %
0 10
100 %
Max
0 106
6
-6dB
SCAN - C
40
30140
25
3
40
1220
9
SCAN - B
4
0
Y
Penentuan Lokasi Cacat Perhitungan jarak dapat dilakukan seperti pada
pengukuran tebal.
Misal pada layar timbul indikasi Sbb.
Maka tebal bahan ( d ) → d = (6 / 10) x 200 = 120 mm
METODA ULTRASONIK 53
0 2 4 6 108
Lokasi Cacat ( dc ) → dc = (4,5 /10 ) x 200 = 40 mm
Pantulan ke 2 dari cacat adalah pada skala 9
Jadi pada bahan yang tebalnya 120 mm terdapat cacat pada kedalaman 40 mm dari
permukaan BU.
Bila indikasi yang terjadi jumlahnya cukup banyak maka indikasi harusl dianalisa
satu persatu dimulai dari pulsa pertama.
Misal pada layar dikalibrasi dengan Range 200 dilayar muncul pulsa sebagai
berikut :
Misal terdapat 7 buah indikasi pada layar
Indikasi 1 Lokasi ; (2,5 / 10) x 200 = 50 mm → dalamnya cacat 1
METODA ULTRASONIK 54
0 2 4 6 108
12
3
4
5
67
Indikasi 2 Lokasi ; (4,5 / 10) x 200 = 90 mm → dalamnya cacat 2
Indikasi 3 Lokasi ; 100 pantulan 2 dari cacat 1
Indikasi 4 Lokasi ; (6 / 10) x 200 = 120 mm back wall → (tebal benda uji)
Indikasi 5 Lokasi ; 150 mm pantulan 3 dari cacat 1
Indikasi 6 Lokasi ; 180 mm pantulan 2 dari cacat 2
Indikasi 7 Lokasi ; 200 mm pantulan 4 dari cacat 1
PENGUNAAN PROBE SUDUT
Probe sudut hanya digunakan untuk menentukan lokasi dan besar cacat yang
memiliki permukaan yang membentuk sudut terhadap permukaan benda uji.
Penentuan Lokasi Cacat dengan probe sudut :
Penentuan lokasi cacat dengan probe sudut memerlukan ketelitian yang lebih
baik dibanding probe normal karena dituntut suatu kondisi indikasi dilayar harus
maximal agar diyakini bahwa cacat berada pada central beam.
METODA ULTRASONIK 55
Max
0 1062 4 8
β
Untuk mendapatkan indikasi maximal probe harus digerakan maju mundur kekiri
dan kekanan
METODA ULTRASONIK 56
KALIBRASI JARAK
Kalibrasi jarak menggunakan probe sudut berbeda dengan probe normal,
pengukuran dengan probe sudut memungkinkan 3 macam jarak, yang bias
ditampilkan pada layar.
• Jarak tempuh (S)
• Jarak proyeksi diukur dari titik indeks, diukur dari ujung probe (a)
• Jarak tempuh kearah tebal (a)
Bila salah satu jarak telah diketahui maka jarak yang lain dapat ditentukan.
Sin β = P / S
METODA ULTRASONIK 57
t
P
βt1 t
2
Pc
a
S
Cos β = 2t / S P = 2t tg β = S Sin β
t1 = Sc . Cos β S = 2t / cos β – P / sin β
t2 = 2t– Sc Cos β
Kalibrasi jarak proyeksi
Misal kalibrasi probe sudut 450 dan R = 200 mm
Jarak tempuh 100 mm jarak proyeksinya = 100 x Sin 450 = 70,7 mm
Jadi indikasi pada layar harus diletakan pada skala :
Indikasi I = (70,7 / 200) x 10 = 3,5 Skala layar
II = 2 . 70,7 / 200 = 7,1 Skala layar
METODA ULTRASONIK 58
P2
P1
0 106
2 3,5 87,1
R 200
Dengan menempatkan indikasi pada skala 3,5 dan 7,1 diperoleh range 200 mm
jarak proyeksi dari titik indeks probe.
Pemakaian Skala DGS (Distance Gain Size) berdasarkan standard DIN
Amplitudo suatu indikasi tergantung pada letak permukaan pemantul/cacat
(distance), gain dan dimensi permukaan pemantul/cacat tersebut (size). Makin jauh
letak cacat dan dengan gain yang kecil serta makin kecil dimensi cacat, maka
makin kecil pula amplitudo indikasi dari cacat tersebut.
Krautkramer secara teoritis dengan percobaannya telah membuktikan
adanya hubungan antara besaran-besaran tersebut di atas dan berhasil membuat
hubungan antara besaran tersebut dalam diagram dan skala DGS dengan syarat
bahwa permukaan dianggap datar/rata dan berbentuk lingkaran dua dimensi.
Karena diagram dan skala ini dipengaruhi oleh probe dan pesawat yang
digunakan, maka dibuatkan diagram dan skala untuk berbagai jenis probe, range,
frekuensi dan dimensi dan pesawat ultrasonik. Untuk itu krautkramer membuat
skala dengan kode-kode tertentu disesuaikan dengan faktor-faktor tersebut. Misal
untuk pesawat USK, USL dan USM dibuatkan skala DGS dengan kode huruf
MAN untuk probe normal dan kode huruf MA untuk probe sudut.
Untuk memasukkan faktor frekuensi probe, sudut probe dan range dibuatkan
kode angka misal skala DGS MAN 242 adalah untuk probe B.4 SN atau MB4SN
dengan range 2 x 250 mm = 500 mm.
METODA ULTRASONIK 59
Skala DGS MA 442 adalah untuk probe MWB 45 dengan range 2 x 50 mm
= 100 mm dan jarak proyeksi dari ujung probe.
Untuk dapat menggunakan skala DGS langsung maka perlu dilakukan
kalibrasi, baik gain maupun jarak sehingga amplitudo langsung menunjukkan
dimensi cacat dalam satuan mm DGS.
Distance: A Gain: V Size: G
DISTANCE AMPLITUDO CORRECTION ( DAC )
Kurva DAC adalah salah satu cara dari standard ASME untuk menentukan dimensi
cacat relative terhadap suatu referensi cacat tertentu (menggunakan Basic
Calibration Block / BCB).
Untuk itu terlebih dahulu harus di buat kurva DAC dari cacat referensi berupa
lubang bor sisi atau berupa takikan pada block BCB
METODA ULTRASONIK 60
B CB
T
2/4
1/4
3/4
R = 10/4 T
TBCB = 3/4 in ( 19 mm)
Probe sudut = 600
Size = 8 x 9 mm
Frekuensi = 4 Mhz
100% DAC
50% DAC
Kurva DAC
0 102 864
Setelah kurva DAC diperoleh amplitudo dari indikasi cacat dibandingkan dengan
kurva DAC dan dapat dihitung persentase perbandingan antara amplitude kurva
DAC untuk jarak yang sama dan ukuran cacat referensi yang sama.
METODA ULTRASONIK 61
20% DAC