Mengenal Apa Itu Pengujian Ultrasonik

Dipublikasikan oleh Dias Perdana Putra

23 Februari 2024, 09.56

An example of Ultrasonic Testing (UT) on blade roots of a V2500 IAE aircraft engine. (Wikipedia)

Langkah 1: Probe UT ditempatkan pada akar bilah untuk diperiksa dengan bantuan alat borescope khusus (probe video).
Langkah 2: Pengaturan instrumen dimasukkan.
Langkah 3: Probe dipindai pada akar bilah. Dalam hal ini, indikasi (puncak data) melalui garis merah (atau gerbang) menunjukkan bilah yang baik; indikasi di sebelah kiri kisaran tersebut menunjukkan adanya retakan.

Pengujian ultrasonik (UT) adalah keluarga teknologi pengujian non-destruktif yang didasarkan pada promosi gelombang ultrasonik ke objek atau benda yang diperiksa. Pada sebagian besar aplikasi UT, pulsa ultrasonik yang sangat pendek dengan frekuensi tengah 0,1 hingga 15 MHz, terkadang hingga 50 MHz, dikirim ke material untuk mendeteksi cacat di dalam atau untuk menunjukkan sesuatu.

Contoh umumnya adalah pengukuran ketebalan ultrasonik, yang menguji ketebalan benda uji untuk memantau korosi pipa.Pengujian ini juga dapat digunakan pada beton, namun sering kali juga dapat dilakukan pada besi, logam lain, dan paduannya. Resolusinya lebih tinggi tetapi lebih rendah untuk kayu dan komposit. Ini digunakan di berbagai industri, termasuk produksi baja dan aluminium, metalurgi, konstruksi, dirgantara, teknik dan sektor transportasi lainnya.

Prinsip pengujian ultrasonik. KIRI: Sebuah probe mengirimkan gelombang suara ke bahan uji. Ada dua indikasi, satu dari pulsa awal probe, dan yang kedua karena gema dinding belakang. KANAN: Cacat menciptakan indikasi ketiga dan secara bersamaan mengurangi amplitudo indikasi dinding belakang. Kedalaman cacat ditentukan oleh rasio D/Ep

Sejarah

Upaya pertama menggunakan USG untuk mendeteksi cacat pada bahan padat dilakukan pada tahun 1930an. Pada tanggal 27 Mei 1940, ilmuwan Amerika Dr. Floyd Firestone dari Universitas Michigan mengajukan paten AS untuk metode pengujian ultrasonografi praktis pertama. Paten tersebut dikeluarkan pada tanggal 21 April 1942 sebagai paten Amerika. TIDAK. 2.280.226 berjudul “Alat Deteksi dan Pengukuran Kesalahan”. Kutipan dari dua paragraf pertama paten untuk metode pengujian non-destruktif baru ini menjelaskan secara singkat dasar-dasar pengujian ultrasonik jenis ini. “Penemuan saya berkaitan dengan alat untuk mendeteksi ketidakhomogenan dalam kepadatan atau elastisitas bahan. Misalnya, jika suatu pengecoran berlubang atau retak, perangkat saya dapat mendeteksi keberadaan cacat tersebut dan menemukannya, meskipun cacat tersebut seluruhnya berada di dalam pengecoran dan tidak ada bagian yang terlihat ke permukaan. . Prinsip umum perangkat saya adalah mengirimkan getaran frekuensi tinggi ke bagian yang diuji dan menentukan interval waktu antara datangnya getaran langsung dan getaran pantulan di satu atau lebih stasiun di permukaan bagian tersebut."

James F McNulty (Insinyur radio Amerika) dari Automation Industries, Inc., kemudian dari El Segundo, California Dr. Ultrasonic"), bahwa "Pada prinsipnya, pengujian ultrasonik dilakukan dengan menerapkan pulsa listrik berkala ke transduser kristal piezoelektrik dengan frekuensi ultrasonik .berosilasi pada frekuensi ultrasonik dan terhubung secara mekanis ke permukaan sampel uji. Perakitan ini dapat dicapai dengan merendam probe dan sampel dalam badan cairan atau dengan kontak melalui lapisan tipis cairan, seperti minyak. Getaran ultrasonik melewati sampel dan dipantulkan pada diskontinuitas potensial.

Pulsa gema yang dipantulkan diterima oleh transduser yang sama atau berbeda dan diubah menjadi sinyal listrik yang menunjukkan adanya kesalahan. Uji ultrasonik nonlinier yang lebih canggih harus digunakan untuk mengkarakterisasi sifat mikrostruktur pada tahap awal kerusakan akibat kelelahan atau mulur. Metode non-linier ini didasarkan pada fakta bahwa gelombang ultrasonik yang intens menjadi semakin terdistorsi ketika kerusakan mikro muncul pada material. Kekuatan distorsi berkorelasi dengan tingkat kerusakan. Intensitas ini dapat diukur dengan parameter akustik nonlinier (β). terkait dengan amplitudo harmonik pertama dan kedua. Amplitudo ini dapat diukur dengan dekomposisi harmonik sinyal ultrasonik menggunakan transformasi Fourier cepat atau transformasi wavelet.

Bagaimana itu bekerja

Di lokasi konstruksi, teknisi menguji las pipa untuk mencari cacat menggunakan instrumen larik bertahap ultrasonik. Pemindai, yang terdiri dari bingkai dengan roda magnet, menahan probe dalam kontak dengan pipa dengan pegas. Area basah adalah couplant ultrasonik yang memungkinkan suara masuk ke dinding pipa.

Pengujian non-destruktif dari poros ayun yang menunjukkan retakan spline

Pada pengujian ultrasonik, sensor ultrasonik yang dihubungkan dengan mesin diagnostik diarahkan ke objek yang diperiksa. Biasanya, probe dipisahkan dari benda uji dengan konektor seperti gel, minyak, atau air, seperti pada uji perendaman. Jika tes USG dilakukan dengan Transduser Akustik Elektromagnetik (EMAT), penggunaan konektor tidak diperlukan.

Ada dua metode untuk menerima bentuk gelombang USG: refleksi dan atenuasi. Dalam mode refleksi (atau gema pulsa), sensor mengirim dan menerima gelombang pulsa saat "suara" dipantulkan kembali ke perangkat. Ultrasonografi yang dipantulkan berasal dari antarmuka seperti dinding belakang objek atau ketidaksempurnaan di dalam objek. Mesin diagnostik menunjukkan hasil ini sebagai sinyal dengan amplitudo yang mewakili kekuatan pantulan dan jarak yang mewakili waktu tibanya pantulan. Dalam mode atenuasi (atau transmisi), pemancar mengirimkan USG melalui satu permukaan, dan penerima terpisah mendeteksi jumlah yang mencapai permukaan lain setelah melewati media. Kesalahan atau kondisi lain pada ruang antara pemancar dan penerima akan mengurangi jumlah suara yang ditransmisikan dan dengan demikian menunjukkan keberadaannya. Penggunaan saklar meningkatkan efisiensi proses dengan mengurangi kehilangan energi gelombang ultrasonik akibat pemisahan permukaan.

Fitur

Keuntungan

Teknologi ultrasonik menawarkan beberapa keunggulan yang menjadikannya pilihan pertama untuk pengujian non-destruktif. Salah satu kelebihannya adalah permeabilitasnya yang tinggi, yang memungkinkan pendeteksian cacat jauh di dalam suatu bagian tanpa membahayakan integritas struktur.

Sensitivitas tinggi dari teknologi ini memungkinkan deteksi cacat yang sangat kecil, sehingga menjamin keakuratan hasil pengujian.Selain itu, akurasi yang ditawarkan oleh teknologi ultrasonik jauh lebih tinggi dibandingkan metode non-destruktif lainnya untuk menentukan kedalaman dan ketebalan. . dari cacat internal. bagian yang permukaannya sejajar. Selain itu, teknik ini memiliki beberapa kemampuan untuk menilai ukuran, arah, bentuk, dan sifat cacat, yang memberikan informasi yang sangat berguna untuk menilai integritas material.

Keunggulan lainnya adalah kemampuan USG untuk menilai struktur cacat. . . komponen paduan. dengan sifat akustik yang berbeda. Keunggulan ini menjadikan teknologi ultrasonik sangat efektif dalam menganalisis material yang kompleks. Teknologi ini juga dikenal sebagai metode yang tidak membahayakan pengoperasian atau personel di sekitar, dan tidak memengaruhi peralatan atau material di sekitar.

Pengoperasian yang andal di fasilitas portabel atau sangat otomatis membuat teknologi ultrasound sangat fleksibel. Hasil yang diperoleh juga dapat diperoleh secara instan sehingga memungkinkan Anda mengambil keputusan saat itu juga. Keuntungan terakhir adalah teknik ini hanya memerlukan akses ke satu permukaan produk yang diperiksa, sehingga memudahkan proses pengujian tanpa perlu merusak atau memodifikasi struktur secara signifikan.

Kekurangan

Pengoperasian peralatan USG secara manual memerlukan perhatian tingkat tinggi dari teknisi berpengalaman. Sensor harus mampu mengenali struktur normal bahan yang berbeda, mendeteksi penyimpangan yang dapat diperhatikan dari sampel lain, dan mengidentifikasi cacat pada sampel yang dapat mengancam integritasnya. Tantangan utamanya adalah mengendalikan “kebisingan” struktur normal dan anomali yang mungkin ada dalam sampel. Teknisi harus mampu membedakan sinyal-sinyal ini dan mungkin perlu mengikuti metode pengujian non-destruktif lainnya.

Mengembangkan metode pengendalian memerlukan pengetahuan teknis yang mendalam. Kondisi yang menantang seperti permukaan yang kasar, bentuk yang tidak beraturan, dimensi yang sangat kecil atau tipis, atau ketidakrataan dapat mempersulit survei. Persiapan permukaan yang tepat, termasuk pembersihan dan penghilangan kerak yang lepas, merupakan langkah penting. Meskipun cat yang sangat melekat tidak selalu perlu dihilangkan, persiapan permukaan yang cermat dapat meningkatkan efektivitas pengujian.

Penggunaan coupler (pembawa ultrasonik) sangat penting untuk memastikan transfer energi yang efisien antara transduser dan transduser. bagian yang sedang diselidiki, kecuali teknologinya non-kontak, seperti laser atau transduser akustik elektromagnetik (EMAT). Selain itu, peralatan USG seringkali mahal dan memerlukan perawatan yang cermat untuk memastikan kinerja yang optimal. Penggunaan standar acuan dan kalibrasi juga diperlukan untuk menjamin keakuratan hasil pengujian..

Standar

Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO)

Komite Standardisasi Eropa (CEN) telah menerbitkan serangkaian standar terkait pengujian non-destruktif menggunakan metode ultrasonik. Beberapa di antaranya termasuk EN 583, yang mencakup pengujian ultrasonik secara umum, dan EN 1330-4, yang menetapkan istilah khusus yang digunakan dalam pengujian ultrasonik. Selanjutnya, EN 12668-1, EN 12668-2 dan EN 12668-3 mencakup identifikasi dan sertifikasi peralatan inspeksi ultrasonik, dengan fokus pada peralatan, probe, dan peralatan terkait. EN 12680 juga memberikan pedoman untuk pengujian ultrasonik pada dasarnya.

Selain standar Eropa, Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO) memiliki serangkaian standar yang terkait dengan pengujian ultrasonik. -Penghancuran melalui metode ultrasonik. Beberapa diantaranya termasuk ISO 2400 dan ISO 7963, yang memberikan persyaratan untuk nomor blok tetap. 1 dan tidak. 2. ISO 10863 mencakup penggunaan teknologi difraksi waktu penerbangan (TOFD) dalam pengujian ultrasonik pada las non-destruktif. ISO 11666 menetapkan tingkat penerimaan untuk pengujian ultrasonik pada lasan non-destruktif. Selain itu, ISO 16809 dan ISO 16831 mencakup pengukuran ketebalan ultrasonik serta spesifikasi dan validasi peralatan pengukur ketebalan ultrasonik. ISO 17640 memberikan panduan lebih lanjut mengenai metode, tingkat pengujian, dan spesifikasi pengujian ultrasonik pada las non-destruktif. ISO 22825 mencakup pengujian ultrasonik pada baja austenitik dan paduan berbasis nikel, sedangkan ISO 5577 menyediakan terminologi pengujian ultrasonik umum. (Catatan: Bagian dari standar CEN di Jerman diterima sebagai DIN EN, di Republik Ceko sebagai CSN EN.).

Komite Eropa untuk Standardisasi (CEN)

Komite Standardisasi Eropa (CEN) berperan penting dalam menetapkan standar yang mengatur bidang pengujian non-destruktif, khususnya untuk pengujian ultrasonik. Salah satu standar yang diterbitkan oleh CEN adalah EN 583 yang berhubungan dengan pengujian non-destruktif dan berfokus pada pengujian ultrasonik. Standar ini menjelaskan metode dan prosedur yang berkaitan dengan penggunaan ultrasound untuk tujuan pemeriksaan material.

EN 1330-4 adalah bagian dari serangkaian standar yang mencakup pengujian non-invasif - penghancuran, dan Bagian 4 menjelaskan istilah yang digunakan dalam: bicara . Pemeriksaan USG. Kejelasan dan konsistensi terminologi sangat penting untuk memastikan komunikasi yang efektif antara para ahli di bidang ini.

Selain itu, standar EN 12668-1 hingga EN 12668-3 menetapkan serangkaian standar yang berfokus pada sertifikasi dan sertifikasi peralatan inspeksi ultrasonik . Ini termasuk alat, pengujian, dan perangkat yang terhubung. Standar-standar ini memastikan bahwa peralatan yang digunakan dalam pengujian USG memenuhi persyaratan yang diperlukan untuk mendapatkan hasil yang akurat dan dapat diandalkan. EN 12680 berfokus pada pengujian ultrasonik untuk pemula. Di sisi lain, EN 14127 berfokus pada pengukuran ketebalan ultrasonik dan memberikan pedoman serta prosedur standar untuk melakukan pengukuran ini.

Di beberapa negara, seperti Jerman (DIN EN) dan Republik Ceko (CSN EN), ini adalah ciri khasnya . Ini adalah standar yang telah ditetapkan dan diterapkan dalam suatu kerangka kerja. Oleh karena itu, sertifikasi CEN merupakan dasar yang kuat untuk pengujian non-destruktif ketika menggunakan teknologi ultrasonik, terutama di Eropa dan di semua negara yang menggunakan standar tersebut.

 

Disadur dari : https://en.wikipedia.org/wiki/Ultrasonic_testing