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.