BAB 5
HASIL, KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini akan dibagi menjadi tiga sub bab tersendiri yaitu : 1. Hasil Hasil yang didapatkan setelah melakukan analisa dan pembahasan terhadap hasil pengujian. Berikut hasil yang telah didapatkan : a. Maximum Detecable Crack Depth Effect along with Equation . b. Standard Operating Procedure (S.O.P.) Detail lebih lanjut akan dijelaskan pada sub bab 5.2. 2. Kesimpulan Kesimpulan dari keseluruhan penelitian ini yang dijabarkan dalam enam point. Detail lebih lanjut akan dijelaskan pada sub bab 5.3. 3. Saran Saran dari penulis untuk kelanjutan pengembangan penelitian. Detail lebih lanjut akan dijelaskan pada sub bab 5.3.
69
5.1. 5.1.1.
HASIL Maximum Detecable Crack Depth Effect along with it’s Equation Pengertian maximum detecable crack depth effect adalah keterbatasan kemampuan pendeteksian kedalaman retak maksimal pada suatu probe sudut yang dipengaruhi oleh karakteristik material berbentuk lingkaran (diameter dan kecepatan rambat suara) dan karakteristik beam spread dari probe itu sendiri (frekuensi, bentuk kristal, ukuran kristal dan sudut), dari pengertian tersebut didapatkan dua kata kunci yaitu lingkaran dan beam spread. Dengan menggunakan persamaan dari kedua kata kunci tersebut, sehingga bisa didapatkan persamaan M.D.C.D. Berikut persamaannya :
Persamaan 5.1. Maximum Detectable Crack Depth Equation . . . .
1 √2 1 2
cos 180
2
∅
Dimana : M.D.C.D.
: Maximum Detectable Crack Depth
r
: Jari-jari material
: Sudut Tranducer (45°,60°,70° adalah sudut yang disarankan)
Ø
: Setengah sudut penyebaran berkas (half beam spread angle)
Persamaan M.D.C.D. mempunya batasan sebagai berikut : 1. Hanya bisa dipakai pada material berpenampang lingkaran pejal. 2. Hanya bisa dipakai pada retak permukaan. 3. Dengan anggapan arah kedalaman retak tegak lurus dengan permukaan material. 4. Persamaan ini tidak memperhitungkan pengaruh near zone.
70
5.1.2.
Standard Operating Procedure (S.O.P.) Flowchart standard operating procedure
Gambar 5.1. Flowchart SOP (1)
71
Gambar 5.2. Flowchart SOP (2)
72
Gambar 5.3. Flowchart SOP (3)
73
Standard Operating Procedure Pengukuran Kedalaman Retak Pada Material Berbentuk Lingkaran Pejal 1. Siapkan peralatan berikut : a. UTFD b. Couplant c. Penggaris fleksibel d. Probe 2. Modifikasi sepatu probe sesuai kontur permukaan material 3. Ketahui diameter material 4. Hitung karakteristik probe sudut menggunakan persamaan berikut :
a.
∅
b. c.
Dimana :
. . . .
d.
√2 1
cos 180
2
∅
Dimana :
: Panjang Gelombang ( Lambda )
V
: Cepat Rambat Suara ( Km/s)
f
: Frekuensi ( Mhz )
Ø
: Setengah sudut penyebaran berkas (half beam spread angle)
kdB
: factor untuk dB drop
D
: Tinggi kristal transducer
N
: Panjang Near Field (mm)
k
: Aspect ratio constant,
M.D.C.D. : Maximum Detectable Crack Depth r
: Jari-jari material poros
: Sudut Tranducer (45°,60°,70° adalah sudut yang disarankan)
74
5. Kalibrasi peralatan sebagai berikut : a. Ketahui letak retak permukaan pada material menggunakan metode NDT yang lain. b. Masukkan velocity gelombang tranversal material yang akan diperiksa pada UTFD. c. Massuk nilai x-value pada UTFD. d. Scan material sehingga mendapatkan pulsa tertinggi dan atur ketinggian pulsa sebesar 80% FSH. e. Pastikan sinyal tertinggi sudah memantul pada ujung atas retak dengan teknik finger damping. Apabila sinyal berkurang ketika disentuh maka dapat dipastikan gelombang ultrasonik sudah memantul pada ujung atas retak
Gambar 5.4. Memastikan dengan Menyentuh Ujung Retak Menggunakan Jari
f. Ukur jarak dari retak ke ujung depan probe menggunakan penggaris fleksibel. Atur zero level pada UTFD sehingga nilai sound path sama dengan nilai yang yang ditunjukkan penggaris fleksibel. g. Ulangi langkah diatas untuk proses kalibrasi probe yang berbeda dan diameter material yang berbeda.
75
6. Scan material menggunakan metode 20 dB drop sebagai berikut : a. Siapkan probe dengan sudut terkecil. Antara 45°, 60°, 70°. b. Scan material secara memutar sampai menemukan indikasi. c. Cari pulsa tertinggi dari material. d. Pastikan dengan teknik finger damping. e. Atur gain hingga tinggi pulsa di layar mencapai 80% FSH. f. Ukur jarak antara ujung depan probe dan retak menggunakan penggaris fleksibel jarak itu sebagai sound distance (SD) g. Catat jarak sound distance (SD0) h. Majukan probe ke depan hingga tinggi pulsa di layar turun hingga 8% FSH (20dB drop) i. Catat jarak sound distance (SD1) j. Ulangi langkah b sampai i menggunakan probe dengan sudut yang lebih besar, apabila dalam proses scanning tidak ada gangguan lanjutkan menggunakan sudut lebih besar lagi, hingga variasi sudut terbesar. Catatan : Urutan penggunaan probe dari sudut yang terkecil hingga sudut terbesar. Tujuan penggunaan probe dari yang terkecil adalah untuk mendapatkan tingkat akurasi (resolusi cacat) tertinggi dalam intepretasi kedalaman retak. Jika dalam proses scanning terdapat gangguan, tidak perlu melakukan scanning ulang menggunakan probe dengan sudut yang lebih besar. Disarankan agar teknisi lebih fokus kepada probe yang sedang digunakan sehingga mendapatkan hasil dengan tingkat akurasi yang tinggi dan menulis remark susah (difficult) pada laporannya. Berikut beberapa jenis ganguan yang ada pada proses scanning : i. Pulsa berpindah-pindah. ii. Tidak bisa menemukan pulsa tertinggi. iii. Tidak bisa menemukan tinggi pulsa 8% FSH. iv. Muncul pulsa gelombang permukaan yang mengganggu pembacaan pada layar. 7. Persiapkan gambar/print model beam spread dari probe yang dipakai pada plastik transparan. 76
8. Persiapkan gambar/print model material pada kertas (polos atau milimeter) dan tempelkan pada kertas yang lebih tebal (karton/kardus).
Gambar 5.5. Penampang Material Uji di Kertas Grafik 9. Beri tanda lokasi SD0 dan SD1 pada garis tepi lingkaran, posisi SD0 diukur dari ujung atas retak buatan dan mengikuti kontur material uji.
Tandai SD0 di sembarang tepi lingkaran
Tandai SD1 di sebelah kanan (di depan) SD0
lokasi SD1= SD0 – SD1
Gambar 5.6. Posisi Pemberian Tanda SD0 dan SD1
77
10. Tempelkan model beam spread yang sumbu pusat ditaruh tepat pada posisi SD0 dan tegak lurus dengan sumbu pusat lingkaran di kertas grafik. Tandai lokasi beam axis yang menyentuh tepi lingkaran pada kertas grafik. Tanda itu sebagai ujung atas retakan.
Gambar 5.7. Beam Axis Menyentuh Tepi Lingkaran dan Tanda Ujung Atas Retak
11. Tarik garis putus-putus dari ujung atas retak ke pusat diameter material uji. Garis ini sebagai sumbu retak.
Gambar 5.8. Sumbu Retak
78
12. Tempelkan model beam spread yang sumbu pusat ditaruh tepat pada posisi SD1. Beri tanda pada titik perpotongan antara beam boundary sebelah atas dengan sumbu retak.
Gambar 5.9. Beam spread Boundary Berpotongan dengan Sumbu Retak 13. Tinggi retak adalah jarak antara titik ujung atas retak dan titik perpotongan beam boundary sebelah atas dengan sumbu retak.
Gambar 5.10. Tinggi Retak 14. Ukur tinggi retak menggunakan penggaris/sketchmark. 15. Ulangi dari langkah nomor 7 untuk hasil scanning dengan menggunakan sudut yang yang lebih besar. 79
16. Setelah didapat hasil intepretasi kedalaman retak, teknisi UT melakukan penentuan kedalaman retak yang dipakai sebagai : a. Perhatikan hasil perhitungan M.D.C.D. probe sudut yang mendapat remark mudah b. Apabila ada kedalaman retak yang mendekati hasil perhitungan M.D.C.D. probe sudut dan mendapatkan hasil remark susah (difficult), kedalaman retaknya tidak dapat diambil sebagai pembanding. c. Hanya perhatikan dan bandingkan hasil kedalaman retak dengan remark mudah (easy). d. Dengan anggapan bahwa hanya 3 jenis probe sudut (45°,60°,70°) yang biasa digunakan dan proses scanning dimulai dari sudut terkecil hingga sudut terbesar. Ada 4 kemungkinan remark dalam proses scanning dengan urutan sebagai berikut beserta cara menentukan kedalaman retak yang diambil : i. Sudut 45° dengan remark mudah (easy) Sudut 60° dengan remark mudah (easy) Sudut 70° dengan remark mudah (easy) Kedalaman retak yang diambil dari hasil intepretasi kedalaman retak probe dengan sudut 70°. ii. Sudut 45° dengan remark mudah (easy) Sudut 60° dengan remark mudah (easy) Sudut 70° dengan remark sulit (difficult) Kedalaman retak yang diambil dari hasil intepretasi kedalaman retak probe dengan sudut 60°. iii. Sudut 45° dengan remark mudah (easy) Sudut 60° dengan remark sulit (difficult) Kedalaman retak yang diambil dari hasil intepretasi kedalaman retak probe dengan sudut 45°. iv. Sudut 45° dengan remark sulit (difficult) Disarankan hasil intepretasi kedalaman retak tidak dipakai dan menggunakan metode NDT yang lain untuk mengukur kedalaman retak. 80
5.2.
KESIMPULAN Setelah melakukan proses pengujian ultrasonik, melakukan analisa dari hasil pengujian dengan variasi sudut probe, diameter material, kedalaman retak dan melakuan pembahasan tentang pengaruh dari bentuk geometris, diameter material, kedalaman retak dan kedalaman retak yang dapat dideteksi sehingga didapatkan hasil berupa M.D.C.D effect and equation, S.O.P., maka dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
Penentuan kedalaman retak pada poros propeller yang menggunakan metode ultrasonik tidak dapat menggunakan teknik biasa (standard technique) tetapi harus menggunakan teknik khusus (special technique).
Tingkat akurasi tertinggi probe sudut pada masing-masing diameter material dapat diurutkan sebagai berikut : (Diameter material – Probe sudut) ,Ø 100 – 45°, Ø 200 – 45°, Ø 300 – 60°.
Tingkat akurasi tertinggi probe sudut pada masing-masing kedalaman retak dapat diurutkan sebagai berikut : (Kedalaman retak – Diameter material – Sudut probe) 2.5 mm – Ø 100 mm – 45°, 2.5 mm – Ø 200 mm – 70°, 2.5 mm – Ø 300 mm – 70°, 5.0 mm – Ø 100 mm – 45°, 5.0 mm – Ø 200 mm – 45°, 5.0 mm – Ø 300 mm – 60°.
Keterbatasan kemampuan pendeteksian kedalaman retak maksimal pada suatu probe sudut yang dipengaruhi oleh karakteristik material berbentuk lingkaran (diameter dan kecepatan rambat suara) dan karakteristik beam spread dari probe itu sendiri (frekuensi, bentuk kristal, ukuran kristal dan sudut).
Didapatkannya persamaan M.D.C.D. untuk menghitung Maximum Detectable Crack Depth effect.
Didapatkan Standard Operating Procedure (S.O.P.) yang telah teruji
81
5.3.
SARAN Saran untuk penelitian selanjutnya, bagaimana membuat sofware yang dapat membantu intepretasi kedalaman retak bagi teknisi UT. Dengan hanya memasukan spesifikasi probe , diameter dan jarak SD1, teknisi dapat melihat kedalaman retak yang sedang diperiksa.
82
