pbt 1.pdf

PRAKTIKUM PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK 2012/2013

LABORATORIUM SISTEM MANUFAKTUR

UNIVERSITAS TRUNOJOYO MADURA 1

RINGKASAN

Nurhasanah Humairoh, Hambali Khoirul Anam, Khoiron Muhammad,

Indirwan Akhmad. Prodi Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas

Trunojoyo, PBT 01 Pemeriksaan Bahan, April 2013.

Pengujian dengan memanfatkan (Liquid Penetrant Inspection) merupakan

salah satu metode pengujian yang tidak menyebabkan kerusakan pada benda

yang diuji.Mula-mula kita membersihkan spesimen uji yaitu Baja ST-37. Setelah

itu disemprotkan cairan Liquid Penetrant Inspection, setelah 5-10 menit dan

kering kemudian dibersihkan dengan kain lap yang sudah dibasahi dengan

cairancleaner.Baru kemudian disemprot dengan bubukdeveloper.Setelah kering

kita bisa melihat bagian mana saja yang terdapat cacat atau retak yang di tandai

dari garis atau bercak merah pada spesimen yang diuji.

Hasil pengujian Liquid Penetrant Inspection ini menunjukkan bahwa

diperoleh cacat atau retakan pada benda uji pada specimen I.




BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Non Destructive Test atau biasa disebut NDT adalah tes atau inspeksi

terhadap suatu benda untuk mengetahui ada tidaknya cacat, retak atau

discontinuity lain (di atas permukaan, di bawah permukaan dan di dalam suatu

material) tanpa merusak benda yang diuji. Pada dasarnya, pengujian ini

dilakukan agar menjamin bahwa material yang kita gunakan masih aman dan

belum melewati damage tolerance (toleransi kerusakan). NDT terdiri dari

beberapa metode, yaitu: ultrasonic testing, visual and optical Testing, liquid

penentrant testing, magnetic particle testing, eddy current testing, acoustic

emission testing dan thermography. Dalam percobaan ini, kita menggunakan

NDT dengan metode liquid penetrant.

NDT dimanfaatkan pada berbagai kegiatan industri, misalnya: otomotif,

bagian mesin, penerbangan, peroketan, konstruksi, struktur, jembatan, cover

meter, pemeliharaan, perbaikan dan operasi, pabrik, tuang dan tempa, industri

tanaman seperti nuklir, petrokimia, power, pulp dan kertas, fabrikasi toko,

tambang pengolahan, tekanan kapal, tangki penyimpanan, las, boiler, penukar

panas, pemipaan. Dilakukan suatu pengujian dengan NDT, bertujuan untuk

mengetahui kecacatan atau keretakan pada sebuah bahan tanpa merusak bahan

saat pengujian berlangsung.

Proses pengujiannya adalah dengan memberikan liquid penetrant pada

permukaan benda uji, kemudian cairan developer akan mengeluarkan cairan

penetrant dari celah-celah bahan uji yang mengalami kecacatan ditandai dengan

adanya bercak merah pada permukaan benda.

1.2 Tujuan Praktikum

Setelah mengikuti praktikum ini, praktikan diharapkan :

1. Mengetahui ada atau tidaknya retakan pada suatu benda dengan

memanfaatkan NDT.

2. Menjelaskan proses inspeksi dengan liquid penetrant.




BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian NDT

Kekuatan dari sebuah material teknik dapat diketahui dengan melalukan uji

kekerasan material. Dalam uji kekuatan ini, sampel aterial akan diberi tekanan

atau tarikan. Kemudian pengujian akan mencatat gaya yang diberikan yang

menyebabkan sampel tersebut patah atau menjadi tidak elastis. Pengujian ini

biasa disebut Destructive test (uji rusak). Beberapa jenis dari Destructive test

antara lain:

1. Tensile Testing

2. Torsion Testing

3. Bend Testing

4. Impact Testing

5. Fatigue testing

Akan tetapi, cara tersebut mempunyai keterbatasan bila melibatkan bahan

material yang sudah didapat atau pun bahan yang harganya mahal. Oleh karena

itu selain menggunakan Destructive test dalam pengambilan data kekuatan

bahan sekarang juga telah dipakai uji kekuatan tanpa merusak bahan, atau biasa

dikenal Non Destructive test (NDT). (Arifudin, 2007, p.32)

NDT digunakan untuk menggambarkan pengukuran yang lebih kuantitatif

secara alam. Sebagai contoh, metode NDT tidak hanya digunakan untuk

menemukan/mendeteksi cacat (di atas permukaan, di bawah permukaan, dan di

dalam suatu material), tetapi juga digunakan untuk mengetahui karakteristik

cacatnya seperti ukuran, bentuk, orientasinya dan juga mengukur geometri

benda, dan menentukan komposisi kimia material. NDT dapat digunakan untuk

menentukan sifat material, seperti ketangguhan retak (fracture toughness), sifat

mampu bentuk (formability), dan karakteristik fisik lainnya.

Pada kegiatan industri NDT khususnya bagi para pekerja sangat penting

dikarenakan beberapa faktor antara lain untuk meyakinkan kehandalan produk,

mencegah kecelakaan, memeberi keuntungan bagi pengguna, meyakinkan

kepuasan pelanggan, membantu dalam perancangan produk agar lebih baik,

meningkatkan reputasi pemanufaktur, menghemat biaya menufaktur,

mempertahankan keseragaman tingkat kualitas dan meyakinkan kesiapan

operasi.




2.2 Macam-Macam Metode NDT

2.2.1 Ultrasonic testing (UT)

Dalam pengujian ultrasonik, gelombang suara frekuensi tinggi

ditransmisikan pada benda uji untuk mendeteksi ketidak sempurnaan atau untuk

mencari perubahan pripertis material benda uji. Teknik pengujian yang paling

umum digunakan adalah pulse-echo, dimana suara ditembakkan ke dalam benda

uji dan refleksi (echo) dari ketidak sempurnaan internal atau permukaan

geometris akan kembali ke receiver. Berikut adalah contoh dari pemeriksaan

pengelasan menggunakan UT. Perhatikan indikasi yang naik ke batas atas layar.

Indikasi ini diproduksi oleh suara yang dipantulkan dari sebuah cacat dalam

sambungan las.

Gambar 1.2.1

Sumber: Hill, 2009, p. 145

2.2.2 Visual and Optical Testing (VT)

Sering kali metode ini menjadi langkah yang pertama kali diambil dalam

NDT. Metode ini bertujuan menemukan cacat atau retak permukaan dan korosi.

Dalam hal ini tentu saja adalah retak yang dapat terlihat oleh mata telanjang atau

dengan bantuan lensa pembesar ataupun boroskop (Hill, 2009, p. 131).

2.2.3 Liquid Penetrant Testing

Metode pengujian ini, benda uji dibasahi dengan cairan yang mengandung

pewarna visible atau fluorescene. Cairan tersebut akan meresap pada celah atau

discontinuity yang diindikasikan sebagai cacat. Setelah cairan meresap,

kelebihan cairan pada permukaan benda uji dibersihkan. Developer kemudian

disemprotkan untuk menarik keluar penetran dari cacat Perbedaan warna yang




kontras antara developer dan cairan penetrant yang muncul keluar

merepresentasikan suatu indikasi cacat. Jenis penetrant yang biasa digunakan

adalah penetrant yang jenis visual yang pada umumnya berwarna merah,

adapun jenis cairan penetrant lainya adalah yang mengkilap.

Gambar 1.2.2

Sumber: Hill, 2009, p. 139

2.2.4 Magnetic Particle Testing

Dengan menggunakan metode ini, cacat permukaan (surface) dan bawah

permukaan (subsurface) suatu komponen dari bahan ferromagnetik dapat

diketahui. Prinsipnya adalah dengan memagnetisasi bahan yang akan diuji.

Adanya cacat yang tegak lurus arah medan magnet akan menyebabkan

kebocoran medan magnet. Kebocoran medan magnet ini mengindikasikan

adanya cacat pada material. Cara yang digunakan untuk memdeteksi adanya

kebocoran medan magnet adalah dengan menaburkan partikel magnetik

dipermukaan. Partikel-partikel tersebuat akan berkumpul pada daerah kebocoran

medan magnet (Raj, 2002, p.17)

2.2.5 Eddy Current Testing

Metode ini pada prisipnya hampir sama dengan teknik Magnetic Particles,

akan tetapi medan listrik yang dipancarkan dari arus listrik bolak-balik, ketika ada

crack maka medan listrik akan berubah dan perubahannya itu akan terbaca pada

alat pengukur impadance. Prinsip ini erat kaitannya dengan impedansi, maka

hasilnya sangat dipengruhi oleh jarak antara benda uji dengan alat ukurnya.

Keterbatasan dari metode ini yaitu hanya dapat diterapkan pada permukaan

yang dapat dijangkau. Selain itu metode ini juga hanya diterapkan pada bahan

logam saja.

2.2.6 Acoustic Emission Testing

Acoustic Emission (AE) adalah keluarnya gelombang akustik, dalam range

frekuensi 20 Khz – 1 Mhz, dari suatu material ketika material tersebut mengalami

pembebanan/ stimulasi oleh gangguan luar. Emisi akustik ini dibangkitkan dari




deformasi lokal, misalnya berupa retak (crack) yang mengakibatkan stress lokal

dan mengemisikan energi pulsa elastik yang akan merambat ke seluruh interior

material. Sensor diletakkan pada permukaan komponen / struktur material untuk

menangkap energi ini. Sinyal emisi diamplifikasi dan difilter oleh sistem pengolah

sinyal untuk kemudian dimonitor pada layar PC secara real time. Lokasi

kerusakan material dapat diketahui dengan cara mengekstrak koordinat sumber

AE seakurat mungkin. Sangat berguna untuk investigasi kerusakan lokal,

khususnya dalam skala mikro, di dalam material. Selain itu mampu memonitor

seluruh sistem secara bersamaan dan real time, bahkan saat material tersebut

sedang dioperasikan dalam suatu kegiatan industri.

2.3 Metode NDT dengan liquid penetrants Inspection

2.3.1 Batasan Penggunaan Liquid Penetrant Inspection

Keterbatasan dalam pengujian liquid penetrant yaitu:

a. Tidak dianjurkan untuk menyelidiki benda-benda hasil powder metallurgi yang

kurang padat (berpori-pori).

b. Keretakan tersebut terjadi sampai kepermukaan benda. Jadi metode ini tidak

dapat di gunakan untuk mendeteksi di bawah permukaan (sub surface craks).

Jika permukaannya kasar atau memiliki pori-pori yang besar maka

pengujian penetrant ini tidak layak. Permukaan yang terlalu kasar atau berpori-

pori juga dapat mengakibatkan indikasi keretakan yang paslu.

2.3.2 Langkah-langkah Proses Liquid Penetrant Inspection

Adapun proses pengujian dengan liquid penetrant mengikuti langkah-

langkah sebagai berikut:

1. Menyiapkan Permukaan

Seluruh permukaan benda kerja yang akan di selidiki harus di bersihkan

dahulu dari segala kotoran, dedu, karat, dan lain-lain.

2. Penetrasi

Pembubuhan liquid penetrant pada permukaan benda kerja dengan cara

menyemprotkan. Lapisan penetrant pada permukaan ini harus di perhatikan

beberapa saat (±15 menit) untuk memberian waktu yang cukup agar

penetrasi liquid penetrant kedalam keretakan dapat terjadi.

3. Pembersihan

Pembersihan permukaan dari liquid penetrant. Cara pembersihan ini

tergantung pada jenis penetrant yang di gunakan. Ada tiga cara yang bias di




gunakan yaitu: dihapus dengan air, disiram dengan air, diberi zat pelarut

(solvent). Pembersihan yang merata harus di lakukan dengan hati-hati tetapi

pembersihan ini tidak boleh berlebihan agar penetrant yang sudah memasuki

keretakan tidak ikut terhapus.

4. Developer

Bahan developer di bubuhkan di permukaan. Hal ini mengakibatkan penetrant

yang sudah berada di dalam keretakan timbul kembali sehingga keretakan

dapat tampak dengan nyata.

5. Inspeksi

Setelah development terjadi, pemeriksaan permukaan di laksanakan di bawah

cahaya yang cukup atau ultraviolet, bergantung pada jenis penetrant tepat

pada bagian itulah dipermukaan benda kerja ada keretakannya.

2.3.3 Sistem Penetrant dan Langkah-langkah Prosesnya

Ada tiga macam penetrant sistem yang dapat di gunakan. Ketiga-tiganya

memiliki perbedaan yang mencolok. Pemilihan salah satu sistem bergabung

pada faktor-faktor di bawah ini:

a. Kodisi permukaan benda keja yang di selidiki.

b. Karakteristik umum keretakan logam.

c. Waktu dan tempat penyelidikan.

d. Ukuran benda kerja.

Ketiga sistem itu adalah:

1. The water-washable penetrant sistem

Penetrant yang dapat dibersihkan adalah jenis fluorescent atau visible die.

Prosesnya cepat dan efisien, Tetapi pembasuhan harus dilaksanakan dengan

hati-hati karena penetrant dapat terbasuh habis dari keretakan. Derajat dan

kecepatan pembasuhan untuk proses ini bergantung pada karakteristik dari

spray-nozzle.

2. The post emulsifiable system (lipophilic)

Teknik ini digunakan untuk menyelidiki keretakan-keretakan yang sangat kecil

sehingga penetrant yang digunakan adalah yang tidak dapat dibasuh dengan

air (not water-washable). Penetrant jenis ini dilarutkan dalam oli dan

membutuhkan langkah tambahan pada saat penyelidikan, yaitu pembubuhan

emulsifier yang mengakibatkan penetrant dapat dibasuh dengan air. Oleh

karena itu lamanya emulsifier dibiarkan pada permukaan benda kerja dan




harus dibatasi waktunya agar penetrant yang berada didalam keretakan tidak

menjadi water-washable.

3. The Solvent-Removable System

Kadang-kadang dibutuhkan penyelidikan pada daerah-daerah yang kecil

(sempit) pada permukaan benda kerja yang mana penyelidikannya dilakukan

dilapangan. Biasanya benda kerjanya besar atau ongkos pemindahan benda

kerja ini dari lapangan ke tempat penyelidikan adalah relatif mahal. Untuk

situasi seperti ini solvent-removable system. Solvent ini digunakan pada saat

pembersihan pendahuluan (pre cleaning) dan pembasuhan penetrant.

Penetrant jenis ini larut dalam oli. Pembersihan pelarut secara optimum dapat

dicapai dengan cara mengelap permukaan benda kerja dari penetrant dengan

kain lap yang dibasahi dengan solvent. Tahap terakhir dari pengelapan

dilakukandengan kain lap yang kering. Proses seperti ini merupakan proses

liquid penetrant inspection yang paling sensitif bila dilakukan dengan cara

yang baik.

2.3.4 Jenis - Jenis Liquid Penetrant

1. Flourescent Penetrant

Fluorescent penetrant merupakan jenis penetrant yang jarang dipakai memiliki

ciri-ciri dapat berkilau bila dikenai cahaya ultraviolet, lemah pada ruangan

yang cukup gelap. Sensitifitas atau kemampuan fluorescent penetrant untuk

berkilau terbagi menjadi tiga tingkatan, yaitu:

a. Sensitivitas normal

b. Sensitivitas tinggi

c. Sensitivitas ultra tinggi

2. Visible Penetrant

Pada umumnya visible penetrant berwarna merah, dan paling banyak

digunakan hal ini karena warna merah memiliki penampilan yang kontras

terhadap latar belakang warna developernya yang umumnya berwarna putih.

Proses ini tidak membutuhkan cahaya ultraviolet, Walaupun sensitivitas

penetrant jenis ini tidak setinggi jenis fluorescent, tetapi cukup memadai untuk

berbagai kegunaan inspeksi.

2.3.5 Developer

Cairan pembangkit, sangat penting untuk mengetahui kecacatan waktu

pembangkitan agar penetrant yang masuk di sela-sela spesimen keluar dari

keretakan.




2.3.6 Toleransi

Suatu pengukuran yang terpenting adalah sampai sejauhmana kesalahan

tersebut masih dapat diterima. Penerimaan suatu kesalahan yang muncul dalam

suatu pengukuran sering disebut dengan toleransi. Dalam ilmu matematika,

toleransi dalam pengukuran adalah selisih antara pengukuran terbesar yang

dapat diterima dari pengukuran terkecil yang dapat diterima.




BAB III

PERALATAN DAN BAHAN

3.1 BAHAN DAN PERALATAN

3.1.1 Bahan

Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah :

1. Baja St-37

2. Liquid Penetrant

3. Developer

3.1.2 Peralatan

Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah :

1. Kertas gosok

2. Kain lap halus

3. Pembersih (cleaner)




BAB IV

METODE PENELITIAN

4.1 Prosedur Pelaksanaan Praktikum PBT 01

Prosedur praktikum PBT 01 adalah sebagai berikut:

1. Membersihkan bagian permukaan benda kerja yang akan diselidiki

dengan menggunakan kertas gosok dan sikat kawat.

2. Membersihkan permukaan benda kerja dengan menyemprotkan cleaner.

3. Menghapus cleaner dengan kain pada permukaan benda kerja dan

ditunggu sampai kering.

4. Menyemprotkan penetrant pada daerah yang diselidiki dan

membiarkannya beberapa saat untuk memberi kesempatan penetrant

memasuki keretakan 15 menit

5. Menghapus penetrant dari permukaan benda kerja dengan kain.

6. Menyemprotkan developer pada permukaan benda kerja, membiarkannya

beberapa saat.

7. Mengamati garis-garis merah atau bercak-bercak merah maka pada

garis-garis atau bercak-bercak inilah terdapat keretakan.

8. Gambarkan hasil pengamatan yang diperoleh.




4.2 Flowchart Prosedur Pelaksanaan Praktikum

Flowchart prosedur pelaksanaan praktikum pemeriksaan bahan :

Gambar 1.4.9 Flowchart praktikum modul 1




BAB V

PENGOLAHAN DATA

5.1 Pengujian Yang Dilakukan

5.1.1 Foto dan Data Spesimen

• Foto Spesimen

Gambar 1.5.10 Spesimen yang sudah dibersihkan menggunakan cleaner

Gambar 1.5.11 Spesimen setelah diberi cairan liquid penetrant




Gambar 1.5.12 Spesimen yang telah diberi cairan Developer

• Data spesimen

Lebar Spesimen : l = 0,5 cm Panjang Lasan : Pl = 8,3 cm Tebal Spesimen : Ts = 0,6 cm Tebal Lasan : Tl = 1 cm




BAB VI

PEMBAHASAN

6.1 Analisa Bahan

Gambar: Ilustrasi letak kecacatan spesimen

Keterangan : Lebarspecimen : 83 mm Pada Cacat : C1 : 5 mm

Prosentase cacat =��

�.��× 100%

=5��

166��× 100%

= 0,030 × 100%

= 3,0%

6.2 Analisa Cacat Dalam praktikum kali ini, benda kerja yang diamati adalah sebuah

produk hasil lasan baja St-37 (spesimen M) dimana bekas lasannya terdapat di tengah-tengah bagian Spesimen M. Spesimen M diidentifikasi kecacatannya dengan menggunakan metode liquid penetrant inspection untuk mengetahui pada bagian Spesimen M mana yang cacat akibat sambungan lasan tersebut. Dengan ketentuan toleransinya 20 %. Dan dari hasil yang diperoleh saat praktikum bahwa Spesimen M memiliki prosentase kecacatan sebesar 3,0 % sehingga dapat dikatakan Spesimen M layak untuk dipakai.




6.3 Keuntungan dan Kerugian Keuntungan dan kerugian menggunakan liquid penetrant inspection

adalah: � Keuntungan

a. Mudah mengetahui kecacatan permukaan suatu benda padat yang tidak berpori beserta letak dimana kecacatan tersebut ada.

b. Tidak membutuhkan banyak alat yang harganya mahal, jadi metode ini membutuhkan biaya relatif lebih murah.

� Kerugian a. Tidak dapat digunakan selain untuk menguji kecacatan permukaan

suatu benda padat yang tidak berpori.




BAB VII

KESIMPULAN

7.1 Kesimpulan

NDT (Non Destructive Test) dengan menggunakan metode liquid penetrant

inspection merupakan suatu cara untuk mengidentifikasi kecacatan pada suatu

material atau dalam praktikum kali ini berupa spesimen (M) tanpa merusak

benda kerja baik dari ukuran, bentuk, dan lain sebagainya. Hasil pengujian

terhadap spesimen (M) yang berupa lasan baja St-37 diperoleh prosentase

cacatnya sebesar 3,0% dan dengan ketentuan toleransi yang sudah ditentukan

yaitu 20 % maka, dapat disimpulkan bahwa spesimen (M) layak untuk dipakai.

7.2 Saran

Beberapa saran dari kami setelah adanya praktikum kali ini:

1. Mohon bimbingannya untuk praktikum selanjutnya.

2. Lebih baik waktu yang ada digunakan lebih banyak untuk praktikum, daripada

untuk membuat laporan.




DAFTAR PUSTAKA

Arifudin, A,M. 2007. FISIKA untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Interplus

Baldev Raj, Jayakumat, T. & Thavasimuthu, M. 2002. PRACTICAL NON-

DESTRUCTIVE TESTING. New Delhi: Narosa Publishing House

Hill, T. 2009. Engenering physics. New Delhi: 7 West Patel Nagar

Surdia, T. Saito, S. 2000. PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK. Jakarta:PT. Pertja

Yulyardi,L. Korda, A.A. 2009. ANALISIS KEHANDALAN PIPA PRODUCED

WATER MENGGUNAKAN METODE FITNESS FOR SERVICE DAN FIRST

ORDER SECOND MOMENT MELALUI INSPEKSI LONG RANGE

ULTRASONIC TESTING. JTM, Vol. XVI, 119-130

Documents

pbt 1.pdf