UJI ULTRASONIC ( UT ) Pada Sambungan Las

Uji ultrasonic adalah pengujian baik pengukuran tebal maupun pendeteksian cacat internal ( flaw detection ) dengan menggunakan getaran ultra , yakni gelombang mekanis yang berfrequensi diatas 20 KHz .

Gelombang ini memiliki sifat sama dengan gelombang suara yang dapat dipantulakn , dibiaskan , didefraksikan dan diserap . Dimensinya ditentukan sebagai berikut : panjang gelombang            (        )  , frequensi ( f ) , kecepatan rambat ( v ) , amplitudo (   A  ) , dan fasa ( φ ) .

Gelombang ultrasonic dihasilkan oleh suatu transducer yang biasanya bekerja  berdasarkakan konversi  enerji listrik ( piezo electric ) menjadi enerji mekanik .

Gelombang ultrasonic akan terdifraksi ( tersimpangkan ) sedemikian besar didalam udara sehingga untuk mendapatkan perambatan yang konsisten dari transducer kebenda uji , kedua permukaan benda yang berhimpitan ( interface ) harus diberi zat perantara yang dapat menghantarkan gelombang ultrasonic yang berupa cairan ( air , gemuk , minyak pelumas , dll ) yang disebut couplant .

Perambatan gelombang ultrasonic ini dapat dimanipulasikan untuk maksud pengukuran ketebalan bahan , bentuk dan besaran serta lokasi ketidak sesuaian / cacat internal  , dan homoginitas bahan yang dilewatinya . 

Sebagaimana halnya jenis jenis sarana uji lainnya , ultrasonic juga memiliki keunggulan dan kelemahan . Terdapat tiga jenis prinsip penggunaan gelombang ultrasonic untuk maksud maksud pengujian bahan . Kedua prinsip tersebut adalah a) prinsip teknik resonansi ,  b) prinsip tehnik transmisi dan c) prinsip teknik pulsa echo

Kedua prinsip ini dapat dilihat pada sketsa dibawah ini :

Diantara ketiga tehnik tersebut diatas , tehnik pulsa echo yang paling banyak digunakan .

Tehnik transmisi dan pulsa echo biasa digunakan dengan sistim kontak langsung maupun immersion ( dalam air ) , sedangkan tehnik resonansi hanya digunakan dengan sistim kontak langsung .

 Pada umumnya Uji Ultrasonic terdiri dari : 1) Sumber gelombang ultrasonic ( unit pemancar dan transducer pemancar ) , 2) Penerima gelombang ultrasonic ( unit penerima dan trasducer penerima ) , 3) Display .

Display dapat berupa Scan A , Scan B dan Scan C . Peralatan poetable biasanya menggunakan scan A

Gelombang ultrasonic  adalah gelombang mekanis yang frequensinya lebih besar dari 20 KHz dan sifatnya serupa dengan gelombang suara , jadi karenanya berlaku pula formula 

 

Frequensi yang  banyak digunakan    berkisar     antara              250 KHz -  15 MHz .

Gelombang ini dapat merambat  didalam bahan dengan bermacam moda , yakni :

a)    moda longitudinal  ( compression )

b)   moda transversal ( shear )

c)    moda permukaan ( gelombang Releigh )

d)   moda pelat ( gelombang Lamb )

Perubahan dari satu moda kemoda lainnya dapat terjadi karena misalnya karena pantulan  atau pembiasan .

Dengan berubahnya moda berubah pula kecepatan rambat gelombang ultrasonic  yang terkait  ,namun dalam kedua hal tersebut frequensi gelombang ultrasonic selalu tetap .

Dibawah ini ditampilkan kecepatan rambat gelombang ultrasonic dalam beberapa jenis bahan :

 

Jika frequensi tetap , dengan berubahnya jenis moda akan merubah panjang gelombang ultrasonic .

Frequensi gelombang sangat menentukan kepekaan peralatan uji ; makin tinggi frequensi makin cermat penunjukannya ( mampu mendeteksi cacat yang berdimensi kecil ).
 

Uji ultrasonik termasuk salah satu dari  uji tanpa rusak yang fungsinya saling mendukung dengan jenis uji tanpa rusak lainnya terutama untuk mendeteksi cacat internal dan ketebalan dinding.

Penggunaan UT dilapangan masih dianggap lebih mahal daripada radiografi , disamping pada umumnya  UT tidak dapat dibuktikan dengan record tertulis sebagaimana halnya radiografi , jadi baik buruk rekomendasi inspektor benar benar didasarkan atas profesionalitas dan tingkat kualifikasinya sebagai ahli uji ultrasonik dengan level tertentu dengan lingkup tanggung jawabnya.

Uji ultrasonik sama dengan uji radiografi , memerlukan bukti  kualifikasi  inspektor  dan mutu kinerja yang harus didemonstrasikan , kecuali apabila sertifikasi kompetensinya dikeluarkan oleh institusi yang telah diakui secara internasional ( seperti misalnya ASNT ) dan masih valid pada saat recruitmentnya.

Selanjutnya bagi seorang ahli uji ultrasonik , untuk meningkatkan kinerja dan kehandalannya walaupun telah berkualifikasi tingkat tertinggi tetap diperlukan praktek dan eksperimen yang terus menerus dan enovative untuk dapat menangani berbagai bentuk non konformasi yang rumit dan unique dalam berbagai material dengan variabel komponen  yang berbeda seperti misalnya accoustic impedance dan lain lain yang cukup dominan.

PERLENGKAPAN

Inspeksi ultrasonik mencakup perlengkapan sebagai berikut :

1     Generator yang menghasilkan sinyal elektronik  yang mengeluarkan  semburan voltase bolak balik  apabila dipicu secara elektronik.

1.    Transduser  yang mengeluarkan berkas  gelambang suara ultrasonik apabila dikenai voltase bolak balik.

2.    Couplant , zat penghantar gelombang getaran ultra kebenda uji.

3.    Couplant yang meneruskan  output ultrasonik  ( accoustic energy ) dari benda uji ketransducer penerima

4.    Transducer atau lazim disebut unit pencari  yang merubah energi ultrasonik menjadi semburan voltase bolak balik . Didalam beberapa sistim transducer juga  bekerja baik sebagai pengirim dan penerima  gelombang suara ultrasonik.

5.    Piranti elektronik untuk memperkuat ( amplify )  dan jika perlu dimodulasi  atau jika tidak merubah sinyal dari transducer  penerima.

6.    Piranti ( osciloscope ) untuk mendisplay atau mengidikasikan record output dari benda uji berupa charta atau computer printout.

7.    Electronic clock sebagai titik referensi primer dan mengkordinasi seluruh sistim.

CAKUPAN

Tulisan ini mencakup ketentuan standard  dan teknik penggunaan dan interpretasi dari indikasi yang dihasilkan oleh getaran ultrasonik dalam uji tanpa rusak sekaligus  memberikan evaluasi tentang penerimaan atau penolakan indikasi tersebut berdasarkan kriteria yang telah ditetapkan..

Tulisan ini juga mencakup jenis peralatan yang digunakan , cara kalibrasi dan cara mengarsipkan hasil uji sesuai ketentuan.

Selanjutnya berhubung pada kenyataan dilapangan terdapat banyak sekali kesulitan akibat bentuk ,ukuran dan posisi flaw / cacat , dimana  penggunaan radiografi tidak efektif hasilnya , maka uji ultrasonik dengan teknik pengambilan menyudut dan menggunakan angle probe juga akan dikemukakan , karena hal ini merupakan jalan keluar atas kesulitan tersebut diatas.

KETENTUAN STANDARD

1  PERSYARATAN AHLI UJI ULTRASONIK

Pelaksana inspeksi dan pengujian ultrasonik harus berkualifikasi dan memiliki sertifikat kompetensi yang memenuhi ketentuan standard internasional dan dikeluarkan oleh badan atau institusi yang berwenang dan diakui baik nasional maupun internasional. Hal ini sangat menentukan karena uji ultrasonik praktis tidak memiliki record tertulis kecuali dengan peralatan khusus dan atas permintaan khusus pula. Karenanya keputusan ditolak maupun diterimanya suatu indikasi sepenuhnya merupakan tanggung jawab inspektor yang bersangkutan yang verifikasinya sangat mahal dan memakan waktu.

Orang orang yang tidak berkompetensi dan tidak berkualifikasi tidak boleh memberikan evaluasi apalagi rekomendasi seperti penerimaan dan penolakan suatu material berdasarkan hasil pengujiannya.

2  PERSYARATAN PEMERIKSAAN UMUM

Cakupan pemeriksaan meliputi benda uji dengan sistim scanning  , yakni dengan menggerakkan UNIT PENCARI ( search unit ) diatas benda kerja , paling sedikit setiap lajur scanning  harus bertumpu dengan lajur scanning lainnya  sekitar 50% dari ukuran transducer        ( piezoelectric element )  tegak lurus terhadap arah lajur scan. Kemungkinan lain juga dibolehkan yakni masing masing lajur scan  bertumpu satu dengan lainnya sepanjang kurang dari ukuran beam .  Teknik oscilasi diijinkan dalam search asalkan dapat dibuktikan bahwa teknik ini lebih baik dari teknik scanning biasa .

3  LAJU GERAKAN SEARCH UNIT  ( UNIT PENCARI ) DAN LAJU PENGULANGAN PULSA.

4  Laju  pengulangan pulsa dari instrumen ultrasonik cukup memadai untuk mempulsakan unit pencari paling sedikit  6 x dalam waktu yang diperlukan untuk menggerakkan 1/2 ukuran transducer sejajar dengan arah scan pada kecepatan scanning  maksimum . Sebagai alternatif dapat digunakan  reflektor ganda kalibrasi dinamis          ( dynamic calibration multiple reflector ) , yakni yang berada dalam  ± 2dB dari kalibrasi statis  , untuk mengecek ulang  laju pengulangan  pulsa yang dapat diterima.

5  LEVEL  SENSITIVITAS  SCANNING

Langkah recording indikasi pada tingkat sensitivitas scanning harus dilaksanakan  pada pemeriksaan baik manual maupun otomatis ( mekanis ). Pada saat scanning yang boleh distel hanyalah kontrol gain atau attenuator . Penyetelan kontrol lain dapat mengakibatkan kalibrasi ulang.

6  PERALATAN

Inspeksi ultrasonik menggunakan instrumen ultrasonik tipe echo     ( gema )  pulsa. Instrumen tersebut harus dilengkapi dengan stepped gain control yang dikalibrasi dalam unit 2.0 dB atau kurang.

7  PENGUKURAN BEAM SPREAD ( PELEBARAN BERKAS GETARAN )

Pengukuran beam spread untuk batasan  indexing scan  hanya akan dilaksanakan manakala dipersyaratkan oleh Code. Pengukuran sudut unit beam search ( berkas pencari ) perlu dilaksanakan walaupun hanya sekali dalm kurun waktu tertentu  untuk kombinasi unit wedge search dalam  far field hasli perhitungan ,  pada setiap awal perpanjangan pemakaian atau setiap 3 bulan , pilih yang terpendek .