-
ISSN 0216 3128
Roziq Himawan, dkk
107
PREDIKSI UKURAN RETAK KECIL PERMUKAAN KARENA FATIK DENGAN METODE ULTRASONIK Roziq Himawan PusatPengembanganTeknologiKeselamatanNuklir- BadanTenagaNuklirNasional
ABSTRAK PREDIKSI UKURAN RETAK KECIL PERMUKAAN KARENA FATIK DENGAN METODEULTRASONIK. Telah ditakukan u}i tak rusak dengan metode ultrasonic water immersion (UWI) untuk'memprediksi retak kecil secara kuantitatif pada permukaan logam karena fatik. Sudut datang gelombang yang digunakan adalah melebihi sudut kritis. Pengu}ian dilakukan dengan menggunakan spesimen SS304 yang telah terdapat retak fatik. Parameter yang digunakan adalah amplitudo maksimum gelombang pantul yang dipantulkan oleh retak kecit. Dari hasit pengukuran didapat bahwa, dengan menggunakan amplitudo maksimum dapat diprediksi retak yang memiliki pan}ang permukaan lebih besar dari 115 IJ11Iserta kedalaman dan arah kemiringan retak.
ABSTRACT PREDICTION ON SMALL SURFACE FATIGUE CRACK GEOMETRY USING ULTRASONIC METHOD. Non-destructive evaluation using ultrasonic water immersion method had been done in according to predict small surface fatigue crack, quantitatively. The incident angle was over the critical angle. Ultrasonic testing was performed on SS304 specimen with small surface fatigue cracks. The parameter used was maximum amplitude of reflected echo due to the small cracks. The measurement's result showed that with the use of maximum amplitude, surface fatigue cracks bigger thall //5 JOnof surface length, crack depth and deflection orientation can be predicted.
PENDAHULUAN
T
elah diketahui bahwa umur fatik dari suatu material sangat ditentukan oleh proses terjadinya serta perambatan retak kecil pada permukaan dengan ukuran panjang kurang dari 1 mm[I]. Untuk dapat mengevaluasi umur fatik suatu struktur mekanik, pengukuran dimensi retak kecil permukaan meliputi panjang retak permukaan, kedalaman clan kemiringan retak, dengan menggunakan metode uji tak rusak di awal-awal peri ode umur fatik adalah sangat renting. Namun demikian, ukuran retak minimum yang dapat dideteksi dengan teknik ultrasonik yang ada dewasa ini masih terlalu besar, sehingga sisa umur operasi material tersebut yang tertinggal sangat pendek. Di sisi lain telah banyak studi dilakukan yang berhubungan dengan pengujian through cracks atau artificial through notches. Antara lain, pengukuran kedalaman retak fatik yang terjadi pada artificial through cracks telah dilakukan dengan metode Ultrasonic Water Immersion (UWI) dengan sudut datang yang kecil clan tegak lurus[2.3]. Dengan intelferen ce fringe images daTi mikroskop ultrasonik, keberadaan retak dapat dideteksi clan diukur kedalamannya[4]. Dengan menggunakan gelombang pelmukaan yang dihasilkan daTi transduser kontak, pengukuran panjang daD kedalaman retak fatik permukaan secara simultan dapat dihitung dengan menggunakan kurva kalibrasi[S]. Prosiding
Pertemuan
Untuk meningkatkan akurasi dalam pelaksanaan manajemen umur fatik, renting untuk dikembangkan metode uji tak rusak yang dapat meminimumkan ukuran retak yang dapat terdeteksi clan mengukur dimensi dalam retak fatik permukaan kecil dengan panjang kurang daTi 1 mID. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan metode Ultrasonic Water Immersion (UWI) dengan gelombang datang yang membentuk sudut miring, untuk menguji kerusakan akibat fatik secara tak rusak, terutama untuk memprediksi panjang, kedalaman daD kemiringan retak. Pengujian dilakukan dengan menggunakan perubahan amplituda maksimum gelombang pantul akibat perbedaan dimensi retak atau pun perubahan jarak antara retak clan titik gelombang datang. Setelah pengukuran, dilakukan pengamatan pada penampang melintang retak untuk dilakukan pengukuran kemiringan clan kedalamannya secara langsung.
TEORI Gelombang ultrasonik termasuk salah satu jenis gelombang sehingga sifat-sifat fisik gelombang scperti pembiasan daD pcmantulan juga berlaku. Jika dalam perambatannya mengalami perubahan medium, maka gelombang ultrasonik akan mengalami pembiasan clan pemantulan. Seperti ditulljukkan pacta GambarI, gelombang
dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003
dan Teknologi Nuklir
ISSN 0216- 3128
108
ultrasonik dipancarkan oleh sebuah transduser di dalam media air, merambat clanmasuk ke spesimen dengan membentuk sudut 30. terhadap garis normal spesimen. Besar sudut masuk melebihi sudut kritis, sehingga gelombang akan mengalami pemantulan sempuma (tidak acta yang mengalami pembiasan) yang akhimya menimbulkan terbentuknya gelombang permukaan. Gelombang permukaan akan merambat sepanjang permukaan material clan juga mengalami penetrasi ke dalam material kirakira sedalam 1 panjang gelombangnya, dirnana fenomena ini disebut sebagai skin effect. Pacta kondisi seperti ditunjukkan pacta Gambar la, dimana permukaan spesimen dalam keadaan rata (tanpa cacat), gelombang akan merambat tanpa halangan clan hanya mengalami atenuasi. Namun, hila pacta jalur rambatannya terdapat suatu cacat permukaan (Gambar 1b), maka sebagian gelombang akan mengalami pemantulan yang besamya merupakan fungsi dari permukaan pemantul (dalam hal ini luas penampang permukaan cacat). Semakin besar luas permukaan pemantulnya, semakin besar pula intensitas gelombang permukaan yang dipantulkannya. Pacta suatu kondisi tertentu, dimana kedalaman cacat mendekati atau lebih panjang dari pacta panjang gelombang dari gelombang permukaan, maka semua gelombang akan dipantulkan, sebagaimana pantulan yang terjadi pacta permukaan bebas (free surface)[6]
Roziq Himawan, dkk. if'
TATA KERJA Bahan Spesimen yang digunakan dalam pereobaan ini adalah material Austenitic Stainless Steel SS304. Data komposisi kimia clan sifat-sifat mekanik material menurut basil analisis produsen masingmasing ditunjukkan pada Tabel I clan Tabel 2. Bentuk clan ukuran spesimen disajikan pacta Gambar 2. Spesimen material ini memiliki ukuran butiran rata-rata sebesar 40 I1m[7].Bagian tengah spesimen dipoles menggunakan kertas amplas dengan tingkat kekasaran hingga nomor 1500 yang diteruskan dengan buff polishing untuk mendapatkan permukaan yang mengkilap. Bagian ini (:1::5mm dari sumbu, lihat Gambar 2) sekaligus dijadikan sebagai daerah pengamatan. Pengujian dengan ultrasonik dilakukan dengan metode Ultrasonic Water Immersion (UWI) menggunakan satu transduser. 4,0 ;
-"
;
+13
11'1
-.~
g
0
12~'"
Atuan:nun
t=5,5 c..
Gdo.d>Ldt d.Do:1.
G
Ldt _OJI
c
.~
J;.
w,\'/"" I
p.>'WJbIod 'I/\N' --:=pLdt
Gambar 2. Skema spesimen clan posisi retak
(01,)
GLdt
Tabel 1. Komposisi kimia SUS304 (% berat)
G
p.>'WJ1:""..;, ,.
C
""""" -s,,~'<;;:,. I , ,-
Si
Mn
P
S
Ni
Cr
0.05 0.66 1.81 0.03 0.05 8.76 18.34 0»
Fe Bal
.,'
Tabel 2. Sifat-sifat mekanik SUS304 Gambar 1. Sterna terjadinya gelombang bocor Selama mengalami perambatan pacta permukaan material, gelombang permukaan akan mengalami transmisi energi ke media air dalam bentuk leaky wave (gelombang baeor). Sehingga, pacta sistem pengujian seperti ditunjukkan pacta Gambar I, gelambang pantlll gelombang permllkaan dideteksi oleh transduser yang sarna seeara tidak langsung mclalui gclombang bocarnya. Dengan l11enganalisis gclombang bocor dari gelol11bang permukaan yang terpantul ini, diharapkan dapat digllnakan lIntuk memprcdiksi kcdalaman retak. Prosiding Pertemuan dan Presentasillmiah
E (OPa)
v
aO,2(MPa)
a B(MPa)
195,0
0,25
331.3
662.4
Uji Fatik Retak kecil akibat fatik pacta permukaan dibuat dengan eara memberikan siklus pembeg,an pacta spcsimen dengan menggunakan mesin uji material clektro-hidrolik. Pembebanan dilakukan sccara plane bending dengan nilai tcgangan tekuk
Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nuklir
P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juti 2003
Roziq Himawan, dkk.
109
ISSN 0216 - 3128
maksimum yang konstan sebesar 330 MPa, perbandingan tegangan (stress ratio) R=-l, clan ftekwensi pembebanan sebesar 2 Hz. Pengujian dilakukan pactasuhu kamar. Petigujian Ultrasonik Pengujian ultrasonik dilakukan dengan metode UWL Secara skematik peralatan yang digunakan pada percobaan ini ditunjukkan pada Gambar 3. Setelah spesimen uji diberi sejumlah siklus pembebanan tertentu, misalnya 500 ; 1500 ; 2000 kali clan seterusnya, awal timbulnya retak daDjuga kecenderungan perambatan retak pada permukaan spesimen diamati dengan menggunakan mikroskop optik. Pacta setiap tahapan tersebut dilakukan pengambilan gambar. Panjang retak diukur sebagai panjang projeksi ke arab yang tegak lures dengan arab pembebanan. Sinyal gelombang pantul dideteksi dengan menggunakan transduser yang sarna, clan memiliki frekwensi tengah 10 MHz. Jarak fokus di dalam air sebesar 25,4 mm clan diameter berkas gelombang ultrasonik pacta titik fokus kira-kira sebesar 1 mm. Gelombang ultrasonik dibangkitkan dari sebuah pulsar, clan dipancarkan ke permukaan spesimen. Sudut gelombang datang dibuat lebih besar dari pacta sudut kritis, sehingga dapat dihasilkan gelombang permukaan. Sinyal gelombang pantul yang diterima oleh transduser selanjutnya didigitalisasi dengan AID Converter yang memiliki kecepatan akuisisi sebesar 100 MHz. Data yang dideteksi dengan transduser diakuisisi dengan komputer (PC). Parameter yang digunakan untuk mengevaluasi adalah amplituda maksimum sinyal gelombang pantul, clan didefinisikan dengan A seperti yang ditunjukkan pactaGambar 3. Terhadap masing-masing retak dilakukan scanning ke arab derail clan belakang (arah derail adalah scarab dengan arab masuknya gelombang ultrasonik) sejauh masing-masing 2 mm ke arab negatif clan 1,5 mm ke arab positif, dengan interval 100 f.1m. Amplitudo maksimum akan berubah seiring dengan perubahan jarak relatif antara posisi gelombang datang clan retak, yang dilambangkan dengan h. Ketika A mencapai nilai maksimum, nilai ini didefinisikan sebagai Amax, clan posisi gelombang datang h, didefinisikan Dol(h=O). Pacta tiap-tiap posisi scanning tersebut data ultrasonik direkam, untuk selanjutnya dilakukan analisis. Untuk mengamati kemiringan retak ke arab dalam, sudut datang diubah menjadi -300, daB dilakukan pengujian dcngan prosedur yang sarna seperti prosedur di atas. Arah kemiringan retak disimbulkan dengan /3, seperti ditunjukkan pacta Gambar 3.
b. 8
~EE>
Air
gp'simen .."') Sunaco wave
< Gambar 3. Diagram sistem deteksi retak dengan Ultrasonic Water Immersion. Untuk mengklariftkasi apakah gelombang yang dianalisis adalah gelombang permukaan atau tidak, dilakukan pIa eksperimen yaitu eksperimen pengubahan jarak antara posisi gelombang datang daD retak. Dengan menggunakan perubahan waktu rambat akibat perubahan jarak tersebut, dihitung kecepatan rambat gelombang ultrasonik permukaan, clan didapat sebesar 2.830 mls. Dibandingkan dengan kecepatan rambat gelombang hila dihitung menggunakan besaran-besar fisik (Modulus Young, Poison Ratio) yang besamya 2.860 mis, keduabasil tersebut,sangatberdekatan. Sehingga, dapat dikonfirmasikan bahwa sinyal gelombang pantul yang diterima merupakan gelombang bocor daTi gelombang pantul. Setelah dilakukan pengujian ultrasonik, spesimen dipotong clan dipoles untuk mengamati penampang lintangnya clanmengukur kedalaman retaknya.
HASIL DAN PEMBAHASAN Basil Pengamatan
Permukaan
Pengulangan pembebanan mengakibatkan terjadinya banyak slip band. Setelah itu, dengan bertambahnya jumlah siklus pembebanan disertai dengan perubahan slip band menjadi retak fatik kecil. Selanjutnya retak fatik kecil ini bertambah panjang menjadi retak berukuran panjang. Gambar 4 menunjukkan contoh foto retak fatik kecil, daTi pandangan atas clan penampang melintang. Hasil pengukuran menunjukkan retak ini memiliki panjang sebesar 175 f.1m, kedalaman 60 f.1mdaD hampir tegak lurus. Retak ini dalam eksperimen diberi label No.5. Hasil-hasil pengukuran yang lainnya diringkas daB ditunjukkan pacta Tabel 3.
Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003
-
no
ISSN 0216 3128
Tabel 3, Hasil pengukuran panjang, kedalarnan clan kemiringan retak
Kemiringan No :>aniangfl1mlKedalarnan f11m fderaiatl 1 50 26 0 70 2 0 40 3 115 0 4 150 50 0 60 5 175 10 215 90 6 20 240 7 580
Roziq Himawan, dkk.
spesimen terjadi keterlambatan berdasarkan posisi pacta beam-nya, sehingga ge1ombang pantu1 menjadi 1ebar pacta sumbu waktu. Di samping itu dapat diarnati juga terjadinya noise (hush) yang diakibatkan oleh gelombang pantu1 pacta batas butiran (grain boundaries). Hal ini, akan berakibat pactasensitivitas prosedur deteksi retak (8). 2:(::
\
:> -~
-;,
j
'II"" d"J 1111v Of \'" 'jIJ'UVP',I' l' 1~l l
I
3 '
2fX
-~::-'(.
II
I
IJ
~I
:14
:{~
:fi
l L!-l~J
Gambar 5. Contoh sinya1 gelombang pantul (panjang 175 /lm)
(a) Tampak penampang
(b) Tampak permukaan Gambar 4. Photo retak kecil permukaan (panjang 175 ~lm)
Hasil Pellglljiall
Ultrasollik
Gambar 5 menunjukkan contoh sinyal gelombang pantul yang diperoleh dari basil pengujian rctak yang ditunjukkan pacta Gambar 4. Gclombang datang yang miring mengakibatkan waktu gclombang ultrasonik mencapai pemmkaan
Prosiding
Pertemuan
Gambar 6 menunjukkan kurva perubahan ni1ai maksimum dati amp1itudo maksimum ge1ombang pantul, Amax, yang diakibatkan oleh kenaikan jurnlah sik1us, pacta retak No.5. Pacta kurva yang sarna ditunjukkan juga hubungan antara panjang retak clan jurnlah siklus. Dalam kurva ini, Amax dinormalisasi dengan Aedge (nilai maksimum dati amplitudo rnaksimum pacta gelombang pantul oleh tepi spesimen). Retak ini berhenti pacta siklus N=138.000 clan panjangnya adalah 175 /lm. Sampai dengan pembebanan 100.000 kali, retak hanya bertambah kurang lebih 10 /lll1, clan amplitudo rnaksimum gelombang pantul yang bersangkutan tidak menunjukkan adanya perubahan yang signifikan. Pacta siklus N=138.000 retak bertambah panjang secara dras.tis, dalam waktu yang sarna amplitudo maksimum gelombang pantul meningkat secara signifikan. Selanjutnya, akan diuraikan basil pengujian ultrasonik dati 7 buah retak fatik permukaan yang terhenti pacta N=138.000. Gambar 7 menunjukkan kurva hubungan antara amplituda maksimum gelombang pantul, A 111 ([x/Aedge, clan panjang retak, 2([. Simbol yang diblok dan tidak di dalam kur~~, masing-masing menunjukkan basil pacta saar eksperimen dilakukan dengan sudut gelombang masuk
<\1=30" daB <\1=-30",
dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar lImn Pengetahuan P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003
dan Teknologi Nuklir
111
ISSN 0216- 3128
Roziq Himawan, dkk. 0.5
250
0.4
200
! *
150 .:::
~0.3
~ e < 0.2
"t .. 100 bI)
a
';r co ~
50
0.1
0 1000000
0 100000
10000
Siklus pembebanan
Gambar 6. Hubungan antara siklus pembebanan dengan amplituda maksimum gelombang pantul daD panjang retak (panjang retak = 175 ~m)
.
+-_1.0
t t
0 +..-,!.Q DLt [06
'i: 1:/ ..,
[0.
ul
+ f f
+I
J
[0
1[0[0
1.[>[0 f"j."UJ:I.
1[1[1
.[0[1
Nt:L1o:., k
~[O
6[0[0
ltanl
Gambar 7. Hubungan antara panjang retak de-ngan amplituda maksimum gelombang pantul Segmen koreksi menunjukkan fluktuasi amplituda yang diakuisisi. Dari kurva ini dapat diketahui bahwa, peningkatan panjang retak disertai oleh meningkatnya A max/A edge. lni dikarenakan, semakin panjang suatu retak memiliki permukaan yang lebih luas, sehingga gelombang akan dipantulkan semakin besar. Hasil pengujian ultrasonik pacta kondisi awal (tanpa cacat) menunjukkan nilai Amax/A edge sebesar 0,19; sedangkan retak dengan panjang 50 clan 70 ~m memiliki A max/A edge yang se-level. Hasil ini menunjukkan bahwa kondisi pengujian dalam eksperimen ini (bahan stainless steel, permukaan ki1ap, frekucnsi 10 MHz) sulit untuk mendetaksi retak dengan panjang kurang daTi 70 ~lm. Rata-rata garis tengah blltiran spesimen sekitar 40 ~lIn. Ukuran butiran ini dekat ke dengan ukuran retak sepanjang 50 clan 70 ~m, sehingga pacta gelombang
pantulnya sulit untuk menentukan apakah itu gelombang pantul karena batas butiran atau karena retak. Sedangkan retak dengan panjang lebih daTi 115 ~m intensitas gelombang pantul meningkat secara signifikan. Oleh karena itu, gelombang pantul ini dapat dibedakan dari gelombang pantul yang dihasilkan oleh batas butiran. Retak dengan panjang 215 clan 580 ~m, terjadi perbedaan Amax/A edge ketika terjadi perubahan sudut datang. Dari basil pengamatan penampang melintang menunjukkan bahwa kedua retak ini miring, masing-masing sebesar 10 clan 20 derajat. Arah kemiringan sesuai dengan arab gelombang masuk yang menghasilkan Amax/Aedge yang lebih besar. Dari basil ini clapat cliketahui bahwa perubahan suclut gelombang masuk clapat memberikan informasi renting tentang kemiringan retak.
Prosldlng Pertemuan daD Presentasi IImlah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan daD Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003
ISSN 0216- 3128
112
Roziq Himawan, dkk.
panjangcacat konstan clan hanya kedalaman cacat saja variabelnya. Sedangkan pacta retak fatik, pertambahan kedalaman selalu diikuti oleh pertambahan panjang. Sementara itu, intensitas gelombang pantul dipengaruhi oleh bidang pemantulnya.
Gambar 8 menunjukkan hubungan antara Amax/Aedge clan kedalaman retak, d. Simbol yang diblok clan tidak di dalam kurva, masing-masing menunjukkan basil pacta saat eksperimen dilakukan dengan sudut gelombang masuk <1>=30° dan +=-30°. Dalam kurva ill ditunjukkan bahwa kenaikan kedalaman retak menyebabkan kenaikan Amax/Aedge. Untuk cacat buatan[9], kenaikan Amax/Aedge berhenti pacta saat kedalaman mencapai kira-kira 200 11m.Untuk retak fatik hal ini tidak terjadi, melainkan Amax/Aedge naik secara kontinyu. Hal ill disebabkan, pacta cacat buatan,
Dad Gambar 7 clan 8, dengan jelas dapat diketahui bahwa dengan kondisi pacta eksperimen ini (spesimen stainless steel, permukaan kilap, frekwensi 10 MHz), metode UWI dapat mendeteksi retak fatik kecil dengan panjang lebih besar dad 115 11mclankedalaman lebih daTi40 11m.
D.!.
t i
41
:tD£.
]D
! 'I
It
D.1
.~D o~::iD
D D
1[0
:'D
I:'D
KedWi
1[0
J[O
1:'D
:nbJ.; 0. [I.lJn.]
Gambar 8. Hubungan antara kedalarnan retak dengan amplituda maksimum gelombang pantul
.~l.&.
1 .::i ..a 0.8 ~
+ 580 (/215 .. 170 ~1!10
.il
.~ .~ h.
~ 0.6 ~ .§ 0.4
.t.I.8o 80s.
~.
~ l1. + g,~
". +
~
~~,.+
..a ~0.2 '-"
~
.
.
:1.&.11.
.1.",. . 0 .20):)
. 15...'1:) .100:)
+...
l1.~AA2I:
g,*'~"'~a.
.500 0 b. [Pm)
:()O
1000
15('()
Gambar 9. Hubllngan antara posisi gclol11bang masuk ke retak (11)dengan amplituda maksimum gelol11bang pantul
Presiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar lImo Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003
113
ISSN 0216 - 3128
Roziq Himawan, dkk.
Gambar 9 menunjukkan kurva hubungan antara maximum amplituda gelombang pantul, A, daDposisi gelombang datang, h. Pada sumbu tegak, nilai A dinormalisasi dengan persamaan (AAmin)/(Amax-Amin), dengan Amin adalah nilai A pacta h=-1800 JlIn. Selanjutnya, hila diperhatikan pengaruh jarak dan arab scanning-ora, pada saat transduser digerakkan ke arab negatif, intensitas amplituda maksimum mengalami penurunan secara gradual (sedikit demi sedikit), sedangkan hila digerakkan ke arab positif, intensitasnya akan mengalami penurunan secara drastis, dan pada jarak tertentu akan mencapai nilai konstan. Hal ini dapat diterangkan sebagai berikut. Pada saat digerakkan ke arab negatif, gelombang ultrasonik yang merambat di permukaan bahan tetap akan mengalami pemantulan karena pacta jalur rambatannya terdapat cacat, clan penurunan intensitas hanya dikarenakan adanya atenuasi (yang disebabkan terjadinya hamburan oleh butiran
logam), yang merupakan fungsi dari jarak. Sedangkan pacta saat transduser digerakkan ke arab positif, pada bagian yang mengalami penurunan secara drastis, dengan perpindahan transduser, gelombang ultrasonik yang masuk sebagai gelombang datang pacta cacat berkurang. Sedangkan pada bagian intensitas konstan, artinya dalam rambatannya gelombang ultrasonik sudah tidak mengenai cacat lagi, sehingga secara teori intensitas gelombang bocoran dari gelombang pantulnya Dol. Gambar 10 menunjukkan kurva hubungan antara (A-Amin)/(Amax-Amin) clan kedalaman retak, d pada posisi h=-500, -1000 daD-1500 JlIn. Sebagaimana ditunjukkan pacta Gambar 8, dengan perubahan posisi gelombang masuk pun tetap diperoleh bahwa kenaikan kedalaman retak menyebabkan kenaikan amplituda maksimum gelombang pantul.
0 1'.=-500
]
~
J!.1.= -1000 <) 1'.=-15 00
D3
..
!~
D~
~
DA
(I
(I
(I
.t..t.
.t.
.t.
..;...;.
..;.
(t
~D.'2 .
D D
D
100
ID
'200
~~
'UD
Joo
o.[RB)
Gambar 10. Hubungan antara kedalaman retak dengan amplitudo maksimum gelombang paIlful (pada h=-500,-1000 clan-1500j.1m)
PUST AKA
KESIMPULAN
1. FORSYTH, P.I.E., "The Physical Basis of Metal Fatigue", Blackie and Son Ltd., pp. 3472, 1969.
Telah dilakukan pengujian terhadap retak kecil pacta permukaan karena fatik secara tak rusak dengan metode UWI yang telah dikembangkan, dengan kondisi spesimen dalam keadaan mengkilap clan transduser memiliki frekuensi tengah 10 MHz. Metode ini dapat digunakan untuk memprediksi panjang, kedalaman retak daD arab kemiringan retak secara simultan, dengan minimum panjang terdeteksi 115 j.1m.
2. S.R. AHMED and M. SAKA.: "A Sensitive Ultrasonic Approach to NDE of Tightly Closed Small Cracks", Transaction of the ASME, 120, pp.384-392, (1998). 3. M. SAKA and Y. TAKANAKA, "Inverse Analysis of Ultrasonic NDE of Tightly Closed Crack", J. of JSME, Vo1.56A, No.528, pp. 1736-1742,1990.
Prosiding Pertemuan daD Presentasi IImlah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan daD Teknologl Nuklir P3TM-BATAN
Yogyakarta,
8 Jull 2003
-
114
ISSN 0216 3128
4. K. YAMANAKA and Y. ENOMOTO, "Observation of Surface Cracks with Scanning Acoustic Microscope," J.Apll. Phys., Vol.53, No.2, pp.846, 1982. 5. M. HIRAO, et. al.: "Small Fatigue Crack Behavior in 7075-T65 I Aluminum as Monitored with Rayleigh Wave Reflection", Metallurgical Transactions A, 24A,pp. 17731783, (1993).
. .
6. "Non-destructive Evaluation", New Technology Development Center, (1978). 7. CYRIL, S.S. and LESTER, G., "Measurement of Internal Boundaries in Three-Dimensional Structures by Random Sectioning." Journal of Metals, hal. 81-87, 1953. 8. D.C. WORLTO~, "Ultrasonic Testing with Lamb Waves," Nondestructive Testing, pp. 218-222, 1957. 9. ROZIQ RIMAWAN, "Studi Awal Prediksi Kedalaman Retak Permukaan Secara Tak-rusak Menggunakan Gelombang Ultrasonik", Buletin Ilrniah Teknologi Keselamatan Nuklir, VoL7, No.1, pp.I-7, 2003.
Roziq Himawan, dkk.
Da/am penelitiall ini pengaruh serapan dini tidak diteliti. Namun demikian, selama menggunakan metode refleksi, hasil pengujian tidak akan terpengaruh. Ukuran probe lebih besar daripada minimum ukuran yang dapat dideteksi. Ukuran yang lebih besar ini dimungkinkan untuk mendeteksi ukuran yang lebih kedl. karena pada dasarnya transduser hanya sebagai pembangkit gelombang. Gelombang yang dipancarkan ini. dengan frequensi sebagai parameter mampu mendeteksi cacat.
Widi Usada )0> Jenis bahan-bahan apa yang dapat dipakai dalam uji ultrasonik ini. Bagaimana dengan bahan yang menyerap total ultrasonik ?
Roziq Himawan
.
Padadasarnya semua jenis bahan dapat diuji dengan ultrasonik. Namun. dalam penelitian ini, yang mrnggunakan metode pantulan, barang yang menyerap total ultrasonik tidak bisa dilakukan untuk pengujian.
Suprapto )0> Jika pembebanan masih dalam daerah elastis
TANYAJAWAB Tri Mardji )0> Berapa besarnya sinyal to noise ratio, dari mana sumber utama noise. )0>
Bagaimana pengaruh serapan diri (freq. diri) suatu material uji terhadap basil pengukuran.
)0>
Berapa besamya diameter probe, lebih kecil atau lebih besar daripada minimum panjang retak. Bila lebih panjang daTi ukuran ini, mengapa probe 115 Jlm bisa mendeteksi ukuran retak yang lebih pendek?
Apakah terjadi retak
b.
Bagaimana bahan tersebut untuk pembebanan pada daerah elastis. Sebagai contoh pada as (poros) mobiL
Roziq Himawan a. Meskipun dalam daerah elastis retak akan teljadi apabila mengalami pembebanan berulang. b. Ulllum bahan yang mengalami pembebanan berulang dapat dipredeksi dengan S-N diagram. Namun biasanya untuk komponen-komponen yang sangat signifikan / kritis untuk terjadi failure. beban operasi diset di bawah garis Fatigue limit pada S-N diagram.
Roziq Himawan
.
a.
Besarnya SN berbeda-beda. tergantung pada retak yang terdeteksi. Semakin besar retak. semakin tinggi SN rationya. Dalam presentasi ini. noise direprentasikan dengan error label/ban.
Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nuklir P3TM-BATAN
Yogyakarta.
8 Juli 2003
~~
-
