Thickness Gauge adalah alat yang digunakan untuk mengukur ketebalan suatu material dengan cepat dan mudah. Instrument ini banyak digunakan di berbagai macam industri manufakture untuk membantu memastikan ketebalan material apakah sesuai dengan standar / spesifikasi yang telah ditentukan. Di dalam industri, paling umum kita mengenal digital thickness gauge dan ultrasonic thickness gauge, kedua alat ini mudah sekali kita temui. Nah, pada artikel ini kita akan membahas mengenai ultrasonic thickness gauge baik dari sejarah penemuan, prinsip kerja, contoh aplikasinya, serta metode kalibrasi ultrasonic thickenss gauge itu sendiri.
Sejarah Penemuan Ultrasonic Thickness Gauge
Pada tahun 1967 seorang insinyur dari katowice polandia bernama wermer sobek yang menciptakan ultasonic thickness gauge. Pada awalnya, thickness gauge ini ditujukan untuk pengukuran pada gelombang yang dipancarkan oleh sampel yang telah ditentukan, kemudian perhitungan dilakukan dengan sebuah mikrometer dari kegiatan pengukuran kecepatan tersebut dengan persamaan matematika.
2 Sensor tranduser yang terdapat pada ultrasonic thickness gauge adalah piezoelektrik dan EMAT dimana kedua sensor ini dapat memancarkan gelombang suara yang menuju material. Adapun besarnya frekuensi dari sensor tranducer tersebut sebelumnya harus ditentukan. Ultrasonic thickness gauge biasanya menggunakan frekuensi 5 MHz.
Prinsip Kerja Ultrasonic Thickness Gauge
Prinsip Kerja Ultrasonic Thickness Gauge adalah menggunakan gelombang suara untuk mengukur ketebalan suatu sampel dengan mengukur lamanya waktu yang dibutuhkan suara tersebut untuk melakukan perjalanan melalui sampel dan kembali ke unit tersebut dengan karakteristik kecepatan konstan.
Alat ini banyak digunakan dalam industri plastik maupun logam untuk melakukan pengukuran ketebalan permukaannya karena metode pengukurannya non destructive. RUmus yang digunakan pada alat ini adalah :
Fungsi Ultrasonic Thickness Gauge
Salah satu fungsi ultrasonic thickness gauge adalah untuk mengukur berbagai macam substrat, contoh aplikasinya adalah untuk memantau kehilangan ketebalan karena korosi atau erosi pada substrat tersebut. Alat ini dirancang untuk mengukur ketebalan substrat logam (besi tuang, baja, dan aluminium) dan non-logam (keramik, plastik, dan kaca).
Ultrasonic Thickness Gauge mempunyai beberapa keunggulan antara lain pemeriksaan yang relatif cepat untuk pengukuran ketebalan struktur logam serta mampu memberikan peta ketebalan detail dari permukaan yang dipindai. Bisa dikatakan pengukuran dengan menggunakan ultrasonic thickness gauge adalah cara yang paling efisien untuk memantau efek erosi atau korosi.
Saat ini banyak perusahaan yang menggunakan metode inspeksi non-destruktif untuk meminimalkan masalah keselamatan, sebagai bentuk kepatuhan hukum / peraturean, serta mengurangi frekuensi perbaikan yang lebih besar dari sisi biaya.
Kegunaan ultrasonic thickness gauge lainnya adalah pada aplikasi kelautan yang memiliki risiko signifikan terhadap kegagalan komponen-kompenen di bagian kapal akibat korosi atau erosi yang tidak terdeteksi.
Kita ambil contoh komponen baling-baling kapal jika tidak kita pantau ketebalannya secara berkala, dan telah terlanjur mengalami kerusakan karena korosi, Dampak yang mungkin terjadi adalah penurunan efisiensi baling-baling kapal tersebut, yang berarti tenaga mesin bisa menjadi berkurang serta adanya peningkatan turbulensi (getaran) yang pada akhirnya mengakibatkan penurunan kecepatan maksimum dan peningkatan konsumsi bahan bakar untuk kapal itu sendiri.
Hal tersebut tentunya akan berdampak kerugian yang sangat besar, karena jadwal pelayaran bisa tidak tepat, konsumen bisa menjadi kecewa, dan bisa berdampak ke citra perusahaan itu sendiri, dll. Lebih jauh lagi, Baling-baling yang rusak tersebut tentunya juga akan mencemari ekosistem di dalam air laut yang bisa mengakibatkan adanya tuntutan hukum.
Kegunaan lain dari ultrasonic thickness gauge adalah digunakan untuk mendeteksi adanya retakan, cacat / lubang, inspeksi de-laminasi komposit, dan evaluasi sambungan las dari 2 logam atau brazing.
Pengaruh Erosi dan Korosi Pada Ketebalan Substrat
Erosi adalah proses dimana lapisan pelindung atau substrat terkikis oleh gesekan yang dihasilkan dari interaksi mekanis berulang.
Korosi adalah proses dimana substrat dan sifat-sifatnya rusak atau aus oleh aksi atau perubahan kimiawi. Pada logam, kerusakan yang dikaitkan dengan korosi paling sering disebabkan oleh proses oksidasi.
Dengan ultrasonic thickness gauge, pengukuran yang akurat dapat dilakukan pada ketebalan dinding yang tersisa dari substrat, pipa, bejana tekan, tangki penyimpanan, boiler atau peralatan lain yang rentan terhadap erosi atau korosi. Jika dalam batasan suhu permukaan 150 ° C (300 ° F) dari pengukur, sebagian besar inspeksi dapat dilakukan pada saat peralatan sedang berjalan, sehingga menghindari hilangnya waktu produksi.
Meskipun banyak peralatan industri yang terpengaruh oleh erosi dan korosi, atmosfer laut merupakan salah satu lingkungan korosi yang paling agresif. Dimana laju korosi dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain air laut, kelembaban (diukur dengan thermohigrometer), angin (diukur dengan anemometer), suhu, kontaminan di udara, dan organisme biologis.
Erosi juga umum terjadi pada kelautan karena abrasi dari dampak air dan partikel kontaminasi, turbulensi dalam cairan berkecepatan tinggi, dan tekanan gelombang yang dihasilkan oleh gelembung udara. Erosi tidak hanya mempengaruhi substrat itu sendiri namun juga dapat merusak lapisan pelindung kapal, jaringan pipa, struktur lepas pantai, dan pabrik desalinasi merupakan infrastruktur yang sangat terpengaruh pada tingkat erosi dan korosi laut.
Tantangan Pengukuran Dengan Ultrasonic Thickness Gauge
Ketika mengevaluasi efek erosi dan korosi pada berbagai macam substrat, tujuan utamanya adalah untuk mengukur sisa ketebalan substrat secara non-destruktif. Tergantung pada aplikasinya (yaitu ukuran area yang akan diukur), pengambilan sampel yang cepat dan pencatatan data mungkin diperlukan.
Tantangan lain pada penggunaan ultrasonic thickness gauge ini adalah untuk mendapatkan pengukuran yang akurat pada substrat dengan permukaan kasar atau melengkung seperti tangki dan pipa.
Selain pengukuran substrat, cara untuk menentukan ketebalan lapisan yang diterapkan untuk melindungi substrat dari penanganan dan elemen lingkungan mungkin diperlukan.
Contoh Produk Ultrasonic Thickness Gauge
PosiTector UTG ultrasonik sangat ideal untuk pengukuran non-destruktif ketebalan substrat baja antara 1 dan 125 mm (0,040 dan 5,00″).
Gambar diatas adalah contoh penggunaan ultrasonic thickess gauge pada pengukuran baling-baling kapal dimulai dari ujung terdepan bilah baling-baling. Dengan mengukur di seluruh area kritis baling-baling, dimungkinkan untuk mengidentifikasi area mana yang telah mengalami erosi atau korosi yang signifikan.
PosiTector UTG memiliki beberapa kecepatan suara yang telah diprogram sebelumnya untuk substrat umum seperti baja 1018, stainless stell, aluminium, dan plastik. Operator dapat memilih substrat tertentu pada MENU ALAT atau membuat penyesuaian sederhana untuk ketebalan atau kecepatan suara yang diketahui.
Untuk memaksimalkan aplikasi penggunaan, PosiTector UTG memiliki rentang kecepatan suara 0,0492 hingga 0,393 mils / µs (1250 s/d 10000 m/s).
Spesifikasi lengkap unit ini bisa dilihat pada websitenya langsung.
https://www.defelsko.com/product-categories/ultrasonic-wall-thickness
Metode Kalibrasi Ultrasonic Thickness Gauge
Seperti yang sudah diuraikan diatas, dampak dari pengukuran dari ketebalan substrat khususnya yang lebih mudah mengalami korosi dan erosi sangatlah penting, TIdak hanya berdampak pada produktifitas dan efisiensi saja, namun juga pada keselematan pengguna. Maka kalibrasi ultrasonic thickness gauge ini harus dilakukan untuk mendapatkan hasil pengukuran yang akurat.
Metode kalibrasi ultrasonic thicness gauge adalah ASTM E797-95 Standard Practice for Measuring Thickness by Manual Ultrasonic Pulse-Echo Contact Method, atau lebih mudahnya teman-teman bisa menggunakan layanan laboratorium kalibrasi.
Semoga bermanfaat.