PENGUJIAN LOGAM

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah.

Pengujian logam sangatlah diperlukan karena bila tidak logam tersebut dapat menimbulkan efek negative jika digunakan untuk bahan-bahan produksi. Dalam logam tersebut tediri dari sifat-sifat logam diantaranya kekerasan.Kekerasan merupakan salah satu sifat mekanik dari logam. Pengujian kekerasan secara luas digunakan dalam proses inspeksi dan control. Salah saru proses yang mempengaruhi kekerasan suatu material adalah proses heat treatment. Kekerasan sulit untuk didefinisikan karena memiliki arti yang berbeda sesuai dengan bidang pemakaiannya.
Pada pengujian logam kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan suatu logam terhadap indentasi (penekanan) sedangkan didalam mineralogi kekerasan merupakan ketahan suatu mineral terhadap goresan dengan menggunakan standar kekerasan mohs.
Pemilihan logam yang akan digunakan untuk aplikasi ketahanan gesekan (wear resistence) harus mempertimbangkan sifat kekerasan logam tersebut. Hubungan kekerasan sebanding dengan kekuatan logam dimana kekerasan suatu logam akan meningkat maka kekutan logam tersebut juga cendrung meningkat, namun nilai kekerasan ini berbanding terrbalik dengan keuletan dari logam. Meskipun logam keras dipandang lebih kuat daripada logam lunak, namun yang perlu diperhatikan adalah bahwa tingkat kekerasan bahan yang tinggi belum menjamin bahwa komponen mesin memiliki kekuatan (ketahanan) untuk menerima beban.
Berkaitan dengan penggunaan logam keras dan lunak ini, kita memaklumi bahwa teknologi yang berkembang saat ini di negara kita masih dalam tahap pengembangan teknologi tepat guna dan rekayasa industri yang tingkat resikonya tidak terlalu tinggi, sehingga ketelitian dalam perancangan pun menjadi rendah, sebab perancangan konstruksi mesin berteknologi sederhana tentunya jauh berbeda dengan perancangan konstruksi mesin berteknologi tinggi, dan yang pasti perancangan konstruksi mesin berteknologi tinggi memerlukan pengolahan logam yang berkualitas pula.
Dengan demikian, bahan benda kerja yang baik dan berkualitas tidak hanya ditentukan oleh keras atau lunaknya bahan tersebut, tetapi sangat banyak ditentukan oleh ketepatan memilih bahan sesuai besarnya pembebanan yang diberikan.
Dengan pemilihan bahan yang tepat, akan diperoleh tingkat efisiensi yang tinggi dan dijamin kuat untuk menerima beban.
Pentingnya sifat kekerasan dalam pemilihan material logam untuk peralatan teknik seperti untuk komponen mesin yang mengalami gesekan contohnya piston dan lain sebagainya. Untuk itu diadakanlah pengujian logam yang diantaranya pengujian logam dengan cara merusak dan tidak merusak.

BAB II
PEMBAHASAN

Kekerasan logam

Kekerasan sulit untuk didefinisikan karena memiliki arti yang berbeda sesuai dengan bidang pemakaiannya. Pada pengujian logam kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan suatu logam terhadap indentasi (penekanan) sedangkan didalam mineralogi kekerasan merupakan ketahan suatu mineral terhadap goresan dengan menggunakan standar kekerasan mohs. Terdapat tiga jenis umum mengenai ukuran kekerasan, yang tergantung pada cara melakukan pengujian yaitu:
1. Kekerasan goresan (scratch hardness) atau kekerasan mohs.
2. Kekerasan lekukan (indentation hardness) menurut Brinel, Rockwell, Vicker, dan Mikrohardness Tuken atau Knoop untuk logam.
3. Kekerasan pantulan (rebound hardness) atau kekerasan dinamik (dynamic hardness).
Kekerasan goresan merupakan perhatian utama para ahli mineral. Dengan mengukur kekerasan, berbagai mineral dan bahan-bahan yang lain, disusun berdasarkan kemampuan goresan yang satu terhadap yang lain. Kekerasan goresan diukur dengan skala Mohs. Skala ini terdiri dari atas 10 standar mineral disusun berdasarkan kemampuannya untuk digores. Mineral yang paling lunak pada skala ini adalah talk (kekerasan goresan 1), sedangkan intan mempunyai kekerasan 10. Kuku jari mempunyai kekerasan sekitar 2, tembaga yang dilunakkan kekerasannya 3, dan martensit 7. Skala Mohs tidak cocok untuk logam, karena interval skala pada nilai kekerasan yang tinggi.
Logam yang paling keras mempunyai kekerasan pada skala Mohs, antara 4 sampai 8. Suatu jenis lain pengukuran kekerasan goresannya adalah mengukur kedalaman atau lebar goresan pada permukaan benda uji yang dibuat oleh jarum penggores yang terbuat dari intan dan diberi beban yang terbatas.
Cara ini merupakan metode yang sangat berguna untuk mengukur kekerasan relatif kandungan–kandungan mikro, tetapi metode ini tidak memberikan ketelitian yang besar atau kemampu-ulangan yang tinggi.
Pada pengukuran kekerasan dinamik, biasanya penumbuk dijatuhkan ke permukaan logam dan kekerasan dinyatakan sebagai energi tumbuknya. Skeleroskop Shore (shore sceleroscope), yang merupakan contoh paling umum dari suatu alat penguji kekerasan dinamik, mengukur kekerasan yang dinyatakan dengan tinggi lekukan atau tinggi pantulan.

PENGUJIAN LOGAM DENGAN CARA MERUSAK
Pengujian Tarik
Didalam hal ini batang percobaan diberi pembebanan tarik yang makin lama makin besar, sampai batang tersebut patah.Dari percobaan ini antara lain ditetapkan tegangan tarik dan patah Batang-batang percobaan dari bahan-bahan yang akan diuji dibubut menurut ukuran-ukuran normalisasi
Pengujian Tekan
Pengujian tekan merupakan kebalikan dari pengujian tarik. Untuk melaksanakan pengujian tekan, kita memerlukan benda uji yang lainnya. Benda uji untuk pengujian tekan mempunyai ukuran-ukuran 1 atau 2 ialah angka-angka perbandingan jarak titik senter : diameter penampang . Benda uji itu dipasang pada mesin penguji (sama dengan pengujian tarik) dan leh gaya tekan yang akan semakin bertambah besar akhirnya menekan pada batang tersebut, maka batang ini akan menjadi pendek dan akhirnya rusak dan pecah.
Pengujian Lengkung
Untuk menetapkan kekuatan lengkung, maka sebuah batang percobaan diletakkan di atas sebuah roda sebagai titik tumpuan dan di tengah-tengah batang itu dengan sebuah stempel lengkung dibebani oleh suatu gaya P yang diperbesar secara teratur.
PENGUJIAN LOGAM DENGAN CARA TIDAK MERUSAK
Pengujian logam dengan cara tidak merusak atau non destrtructive testing (NDT) memiliki lingkup bidang yang sangat luas, cabang ilmu pengetahuan yang mempunyai peran yang sangat penting guna memberikan jaminan bahwa srtuktur dan system komponen berfungsi dengan baik serta efisien biaya.Non destructive testing 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 memiliki mutu yang baik sesuai dengan standar yang berlaku. NDT ini dijadikan sebagai bagian dari kendali mutu komponen dalam proses produksi terutama unuk industri fabrikasi.
Dalam aplikasinya NDT menggunakan bermacam-macam metode yang sekarang terus berkembangkan untuk memperoleh cara yang lebih baik. Beberapa metode Non Destructive Testing meliputi:
Visual Inspection ( VT )
Sering kali metode ini merupakan langkah yang pertama kali diambil dalam melaksanaknan NDT. Metode ini bertujuan menemukan cacat atau retak permukaan dan korosi pada material. Dalam hal ini tentu saja adalah retak, cacat yang dapat terlihat oleh mata telanjang atau dengan bantuan alat seperti kaca pembesar, kaca atau borescopes.
Liquid Penetrant Test ( PT )
Liquid Penetrant Test atau biasa disebut Dye penetrant test merupakan salah satu metode NDT. Metode ini digunakan untuk menemukan cacat di permukaan dari suatu maerial, baik logam maupun non logam, seperti keramik dan plastik fiber. Melalui metode ini, cacat pada permukaan material akan terlihat. Caranya adalah dengan memberikan cairan berwarna terang pada permukaan material yang diinspeksi, biasanya warna merah. Cairan ini harus memiliki daya penetrasi yang baik dan viskositas yang rendah agar dapat masuk pada cacat dipermukaan material. Selanjutnya, penetrant yang tersisa di permukaan material disingkirkan dengan cairan pembersih. Cacat akan nampak jika ada cairan penetrant yang tertinggal dicelah permukaan material setelah developer disemprotkan. Untuk menentukan cacat atau tidaknya suatu mmaterial tergantung standar apa yang digunakan serta pengalaman dari non Destructive technician itu sendiri, sebab butuh ketelitian tinggi walaupun metode ini terlihat sederhana.

Magnetic Particle Inspection ( MT )
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.

Eddy Current Test atau Elektromagnetic Test ( ET )
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. Indikasi cacat dapat terlihat saat menaburkan serbuk magnetik diatas permukaan material.
Keterbatasan dari metode ini yaitu hanya dapat diterapkan pada permukaan yang dapat dijangkau. Selain itu metode ini juga hanya diterapkan pada bahan logam saja.
Ultrasonic Inspection ( UT )
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.
Radiographic Inspection (RT)
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.
Acoustic Emission Testing (AE)
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.
LEAK TEST ( LT )
leak test adalah pengujian tingkat kebocoran yang terjadi pada komponen yang bertekanan saat berada pada kondisi tertutup rapat Metode ini dapat diaplikasikan dengan menggunakan electronic listening devices, pressure gauge measurements, gas dan cairan penetrant, atau cara yang sederhana menggunakan busa sabun. Biasanya ini dilakukan pada reinforcing pad of opening, menggunakan udara. Kadang-kadang di-counter check dengan bubble soap. Sehingga sering disebut juga bubble test. Diaplikasikan pada semua peralatan yang mempunyai pads pada bagian pressure (PV, HE, Tank, dll). Bisa juga leak test dilakukan tanpa sabun. Material diinjeksi dengan udara bertekanan dan direndam dalam tanki air untuk beberapa waktu (digunakan dalam pengetesan fuel tank untuk forklift). Ini lebih efektif dibandingkan dengan sabun.
Test ini juga dilakukan untuk pengecekan kebocaran pada blinded flange, flange joint (shell side to tube side joint), channel cover installation, dsb. Secara internal, diberi tekanan menggunakan udara – alternatif lain bisa menggunakan nitrogen (N2).
Pada tangki ada juga istilah leak test untuk roof dan bottom installation. Alatnya disebut Vacuum Box.

BAB III
PENUTUP

Pengujian logam diantaranya ada 2 cara, yaitu dengan cara merusak dan tidak merusak. Dengan cara merusak diantaranya dengan cara pengujian tarik, pengujian tekan, dan pengujian lengkung. Pengujian dengan cara tidak merusak diantaranya Visual Inspection ( VT ), Liquid Penetrant Test ( PT ), Magnetic Particle Inspection ( MT ), Eddy Current Test atau Elektromagnetic Test ( ET ), Ultrasonic Inspection ( UT ), Radiographic Inspection (RT), Acoustic Emission Testing (AE), LEAK TEST ( LT ). Dari pengujian logam tersebut kita dapat mengetahui kekuatan dari logam tersebut.

Posted in: Pengujian Bahan