Non Destrtructive Testing (NDT)

            Non destrtructive testing (NDT) adalah aktivitas tes atau inspeksi terhadap suatu benda untuk mengetahui adanya cacat, retak, atau discontinuity lain tanpa merusak benda yang kita tes atau inspeksi. Pada dasarnya, tes ini dilakukan untuk menjamin bahwa material yang kita gunakan masih aman dan belum melewati damage tolerance. Material pesawat diusahakan semaksimal mungkin tidak mengalami kegagalan (failure) selama masa penggunaannya.NDT dilakukan paling tidak sebanyak dua kali. Pertama, selama dan diakhir proses fabrikasi, untuk menentukan suatu komponen dapat diterima setelah melalui tahap-tahap fabrikasi. NDT ini dijadikan sebagai bagian dari kendali mutu komponen. Kedua, NDT dilakukan setelah komponen digunakan dalam jangka waktu tertentu. Tujuannya adalah menemukan kegagalan parsial sebelum melampaui damage tolerance-nya.

Metode utama Non Destructive Testing


1. Visual Inspection
         Sering kali metode ini merupakan 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.

 

 Visual inspection dengan boroskop

2. Liquid Penetrant Test

           Metode Liquid Penetrant Test merupakan metode NDT yang paling sederhana. Metode ini digunakan untuk menemukan cacat di permukaan terbuka dari komponen solid, baik logam maupun non logam, seperti keramik dan plastik fiber. Melalui metode ini, cacat pada material akan terlihat lebih jelas. Caranya adalah dengan memberikan cairan berwarna terang pada permukaan yang diinspeksi. Cairan ini harus memiliki daya penetrasi yang baik dan viskousitas yang rendah agar dapat masuk pada cacat dipermukaan material. Selanjutnya, penetrant yang tersisa di permukaan material disingkirkan. Cacat akan nampak jelas jika perbedaan warna penetrant dengan latar belakang cukup kontras. Seusai inspeksi, penetrant yang tertinggal dibersihkan dengan penerapan developer.

Kelemahan dari metode ini antara lain adalah bahwa metode ini hanya bisa diterapkan pada permukaan terbuka. Metode ini tidak dapat diterapkan pada komponen dengan permukaan kasar, berpelapis, atau berpori.

3. Magnetic Particle Inspection

           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.

Kelemahannya, metode ini hanya bisa diterapkan untuk material ferromagnetik. Selain itu, medan magnet yang dibangkitkan harus tegak lurus atau memotong daerah retak serta diperlukan demagnetisasi di akhir inspeksi.

4. Eddy Current Test

           Inspeksi ini memanfaatkan prinsip elektromagnet. Prinsipnya, arus listrik dialirkan pada kumparan untuk membangkitkan medan magnet didalamnya. Jika medan magnet ini dikenakan pada benda logam yang akan diinspeksi, maka akan terbangkit arus Eddy. Arus Eddy kemudian menginduksi adanya medan magnet. Medan magnet pada benda akan berinteraksi dengan medan magnet pada kumparan dan mengubah impedansi bila ada cacat.

 

Keterbatasan dari metode ini yaitu hanya dapat diterapkan pada permukaan yang dapat dijangkau. Selain itu metode ini juga hanya diterapkan pada bahan logam saja.

5. Ultrasonic Inspection

             Gelombang Ultrasonic adalah gelombang mekanik seperti gelombang suara yang frekuensinya lebih besar dari 20kHz. Gelombang ini dapat dihasilkan dari probe yang berdasarkan perubahan energi listrik menjadi energi mekanik. Sebaliknya probe juga dapat mengubah energi mekanik menjdi energi listrik. Selama perambatannya di dalam material, gelombang ini dipengaruhi oleh sifat-sifat bahan yang dilaluinya missal masa jenis, homogenitas, besar butiran, kekerasan dan sebagainya. Sehingga gelombang ini dapat dipakai untuk mengetahui jenis bahan, tebal dan ada tidaknya cacat di dalam bahan tersebut. Gelombang Ultrasonic dapat dipantulkan dan dibiaskan oleh permukaan batas antara dua bahan yang berbeda. Berdasarkan sifat pantulan tersebut dapat ditentukan tebal bahan, lokasi cacat serta ukuran cacat.

            Pemeriksaan tebal bahan atau adanya cacat dalam bahan dengan gelombang ultrasonic dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu : teknik resonansi, teknik tranmisi dan teknik gema. Dari ketiga teknik tersebut, teknik gema kontak langsung paling sering digunakan terutama pada pemeriksaan di lapangan.

         Prinsip yang digunakan adalah prinsip gelombang suara. Gelombang suara yang dirambatkan pada spesimen uji dan sinyal yang ditransmisi atau dipantulkan diamati dan interpretasikan. Gelombang ultrasonic yang digunakan memiliki frekuensi 0.5 – 20 MHz. Gelombang suara akan terpengaruh jika ada void, retak, atau delaminasi pada material. Gelombang ultrasinic ini dibnagkitkan oleh tranducer dari bahan piezoelektri yang dapat menubah energi listrik menjadi energi getaran mekanik kemudian menjadi energi listrik lagi.

• gelombang ultrasonik

        Gelombang ultrasonic adalah gelombang mekanik seperti suara, yang frekuensinya lebih besar dari pada 20 kHz. Gelombang ini mempunyai besaran fisis seperti pada suara yakni panjang gelombang (λ), kecepatan rambat (v), waktu getar (T), amplitudo (A), frekuensi (f), fasa (ø) dan sebagainya. Formula yang berlaku bagi gelombang suara berlaku pula pada gelombang ultrasonic, misal :

λ = v/f

s  = vt

(sin α) / (sin β)  = v1/v2 …………….. (snellius)

(I1) / (I2) = (r²2) / (r²1) ……………. (least aquare law)

If = Ioé …………………………………… (attenuation)

      Dalam perambatannya pada bahan yang sama, kecepatan dan frekuensi dianggap tetap. Dalam perambatannya dalam berbagai bahan, frekuensi gelombang selalu dianggap tetap, sedangkan kecepatan rambat bergantung pada jenis bahan dan mode gelombang. Frekuensi yang sering digunakan untuk uji tanpa rusak umumnya antara 250 kHz-15 MHz, sedangkan pada pemeriksaan las digunakan frekuensi 2 MHz-6MHz.

Dari cara bergetar dan perambatannya maka gelombang ultrasonic dapat menjalar di dalam bahan dalam berbagai mode :

Mode Longitudinal.
Mode longitudinal terjadi bila gelombang ultrasonic merambat pada suatu arah sejajar dengan arah gerakan atom yang digetarkan, misal atom digerakkan kekanan dan kekiri sedangkan gelombang bergerak merambat kearah kekiri atau kekanan. Gelombang longitudinal dapat merambat pada semua bahan, baik gas, cair maupun padat.

Mode Permukaan.
Mode permukaan terjadi bila gelombang transversal merambat pada permukaan. Gerakan atom yang bergetar berbentuk elips. Sesuai dengan namanya gelombang permukaan hanya merambat pada permukaan padat dengan kedalaman maksimum satu panjang gelombang.

Mode Plat.
Mode pelat terjadi pada bila gelombang transversal merambat pada bahan pelat tipis yang tebalnya kurang dari setengah panjang gelombang. Gerakan atom yang bergetar berbentuk elips. Gelombang pelat merambat pada seluruh benda uji tipis tersebut, baik dalam bentuk gelombang simetris atau gelombang asimetris.

Perubahan Mode.
Gelombang ultrasonic yang merambat dalam suatu bahan dapat merubah mode dari satu mode ke mode lainnya. Perubahan mode ini terjadi misalnya karena pantulan atau pembiasan. Bila mode berubah maka kecepatan rambatnya berubah, sedangkan frekuensinya tetap, akibatnya panjang gelombangnya juga akan berubah.

Kemampuan deteksi.
Cacat kecil dapat memantulkan kembali gelombang ultrasonic bila permukaannya cukup luas. Cacat terkecil yang dapat dideteksi oleh gelombang ultrasonic adalah bila :

ø minimum  = ½λ

Kecepatan rambat dan panjang gelombang.
Kecepatan rambat (v) gelombang ultrasonic dalam suatu bahan tergantung pada jenis bahan yang dilalui oleh mode gelombang tersebut.

Transmisi.
Bila gelombang ultrasonic menjalar dari bahan yang satu ke bahan dua tegak lurus pada permukaan batas pada kedua bahan tersebut, maka sebagian bahan akan diteruskan sedangkan sebagian lagi dipantulkan. Intensitas yang diteruskan atau dipantulkan tergantung pada koefisien transmisi atau refleksinya.

R = ¦(W2-W1) / (W2-W1)¦

D = 1-R

W1 = ρ1V1

dimana :
R = Koefisien refleksi
D = Koefisien transmisi
W = Impedansi akustik
ρ = Massa jenis
V = Kecepataqn rambat

6. Radiographic Inspection

              Metode NDT ini dapat untuk menemukan cacat pada material dengan menggunakan sinar X dan sinar gamma. Prinsipnya, sinar X dipancarkan menembus material yang diperiksa. Saat menembus objek, sebagian sinar akan diserap sehingga intensitasnya berkurang. Intensitas akhir kemudaian direkam pada film yang sensitif. Jika ada cacat pada material maka intensitas yang terekam pada film tentu akan bervariasi. Hasil rekaman pada film ini lah yang akan memeprlihatkan bagian material yang mengalami cacat.