eddycurrent test
NDTtechnologies.com

Eddy Current Test, Metode Populer Untuk Deteksi Cacat Permukaan Benda

Eddy current test merupakan salah satu jenis metode non destructive test (NDT) yang saat ini cukup banyak digunakan. Pengujian ini secara umum digunakan untuk memeriksa tubing di bagian pembangkit uap, heat exchanger, pendingin udara, feedwater, heaters, and kondensor.

Apa Itu Eddy Current

Eddy Current adalah induksi perputaran arus listrik di dalam konduktor melalui penggantian medan magnet di dalam konduktor. Prinsip kerja pengujian eddy current menggunakan hukum induksi dari Faraday.

Arus Eddy current mengalir dalam loop tertutup pada komputer, di bidang yang saling tegak lurus dari medan magnet. Arus listrik ini dapat diinduksi di konduktor dan tidak memungkinkan untuk diubah oleh medan magnet. Arus yang dihasilkan dari perputaran ini besarnya berbanding lurus dengan area perputaran, kekuatan medan magnet, perubahan arus. Di sisi lain, arus ini berbanding terbalik terhadap resistivitas material.

Bagaimana Reaksi Arus Eddy Terhadap Medan Magnet?

diagrameddycurrent
researchget.com

Eddy Current mampu menghasilkan medan magnet yang bertolak belakang dengan perubahan medan magnet ciptaannya, berdasarkan hukum Lenz. Jadi, Arus Eddy bereaksi terhadap sumber medan magnet.

Contohnya, permukaan konduktif terdekat akan menekan gaya tarik pergerakan magnet dengan arah gerak yang berlawanan. Penyebabnya adalah arus tersebut diinduksi permukaan medan magnet. Efek ini bekerja dalam sistem pengereman Arus Eddy yang digunakan untuk menghentikan putaran alat listrik ketika dimatikan.

Arus listrik mengalir melewati tahanan konduktor dan mengeliminasi energi panas dari material. Dengan kata lain, Arus Eddy merupakan penyebab kehilangan energi inductor Alternating Current (AC), motor elektrik, trafo, generator, dan berbagai mesin AC lainnya. Jadi perlu perlakuan khusus saat pembuatannya misalnya melaminasi inti magnet untuk meminimalisir efeknya.

Arus Eddy juga membantu memanaskan objek dalam tungku, mendeteksi cacat atau retak pada logam, dan untuk peralatan pemanasan induksi.

Asal Usul Eddy Current

Istilah Arus Eddy sebenarnya berasal dari arus analog pada dinamika fluida dalam air sehingga menyebabkan daerah terlokalisir turbulensi atau pusaran arus yang menyebabkan pusaran air (vortisitas) secara terus menerus. Eddy current memerlukan waktu untuk dihasilkan dan bertahan dalam waktu singkat.

Pengertian Eddy Current Test

Eddy current testing merupakan suatu metode pengujian diskontinuitas yang memanfaatkan induksi elektromagnetik. Dalam pengujian ini, sebuah probe akan dimasukkan ke dalam tube atau tabung kemudian ditekan ke seluruh bagian tabung.

Kumparan elektromagnetik di dalam probe akan menghasilkan Arus Eddy. Arus ini akan dipantau terus dan di waktu yang bersamaan probe impedansi listrik akan diukur. Probe tersebut nantinya akan menampilkan informasi di mana ada kecacatan atau diskontinuitas pada tabung.

Eddy current test juga akan dibantu dengan software atau perangkat lunak untuk memindai dan merekam pengujian, software tersebut telah terintegrasi sehingga juga dapat menjadi cadangan jika dibutuhkan sewaktu-waktu.

Fungsi Eddy Current Test

Eddy current test adalah salah satu cara yang paling efektif untuk mengetahui kondisi dan masa aktif suatu tabung. Pengujian ini biasanya dilakukan di industri kimia, pembangkit listrik, pupuk, pendingin udara, dan petrokimia. Tujuan utama dari pengujian ini adalah untuk mengetahui adanya retakan, korosi, erosi, atau perubahan lainnya di bagian permukaan eksterior maupun interior tabung.

Baca Juga  Radiography Test NDT

Eddy current test dilakukan dengan cara inspeksi high speed. Kelebihan utama dari pengujian ini adalah memungkinkan dilakukan melalui lapisan material atau cat. Tetapi pengujian eddy current hanya cocok untuk bahan yang bersifat non-ferro seperti titanium, tembaga, dan baja tahan karat.

Prinsip Kerja Eddy Current

Metode Eddy Current menggunakan induksi elektromagnetik untuk mendeteksi kelemahan bahan konduktor yang terhubung dengan magnet yang menginduksi. Pengujian ini dilakukan dengan mengalirkan arus pada kumparan untuk membentuk medan magnet.

Pada prinsip kerja eddy current test, jika medan magnet ditempelkan ke bahan logam yang diinspeksi, akan terbentuk arus eddy untuk menginduksi medan magnet. Selanjutnya, medan magnet di kumparan akan berinteraksi dengan medan magnet pada material uji. Jika material yang diuji terdapat cacat,nilai impedansi medan magnet tersebut akan berubah.

Eddy current test menggunakan software yang telah dirancang khusus untuk sensor probe, disebut dengan Sensor ECT. Software ini berfungsi sebagai berikut:

  • Mengetahui cacat permukaan jahitan kawat yang memotong panjang batang atau kawat yang ditarik
  • Memeriksa kesesuaian dengan operasi kawat
  • Menguji komponen seperti bantalan dan poros kecil untuk mendeteksi cacat permukaan longitudinal
  • Memeriksa panjang potongan
  • Mengaplikasikan teknologi Arus Eddy pada besi dan material non ferrous

Berdasarkan prinsip eddy current test, produk uji akan didekatkan atau dilewatkan pada kumparan uji listrik ditarik oleh arus AC. Tahap ini bertujuan untuk menginduksi aliran Arus Eddy di sekitar material specimen atau jika untuk menguji kumparan berada di bawah kumparan. Intermittent atau anomaly pendek, atau diskontinuitas yang menyebabkan variasi pola Arus Eddy akan dideteksi oleh instrument.

Langkah-langkah Eddy Current Test

Berikut adalah langkah-langkah untuk melakukan prosedur pengujian Eddy Current

  • Pra Uji

Sebelum Eddy current test dilakukan, ada beberapa tindakan persiapan yang perlu dilakukan misalnya memastikan jangkauan masuk. Jika pengujian dilakukan di bagian yang sulit dijangkau alat, maka akan dibongkar terlebih dulu.

Setelah dibongkar, produk yang akan diuji dibersihkan secara menyeluruh. Pembersihan tersebut dilakukan secukupnya seperti menghilangkan cat jika lapisan cat tidak rata, terlalu tebal, atau bergumpal. Selain itu karat-karat juga perlu dibersihkan dulu.

  • Tahap Pengujian

Pastikan alat yang digunakan untuk pengujian sudah dikalibrasi. Alat instrumen dan probe harus sesuai dengan prosedur serta standar yang telah ditentukan. Kemudian pengujian dilakukan dengan menempelkan probe pada material uji.

Lihat dan catat hasil pengujian Dari hasil yang diperoleh ini, penguji akan melakukan evaluasi untuk memastikan bahwa material yang diuji tersebut memenuhi kriteria atau tidak.

  • Pasca Pengujian

Jika pengujian sudah selesai, pasang kembali bagian yang sebelumnya dibongkar sebelum pengujian. Bersihkan material uji dan rapikan alat. Setelah itu, penguji akan membuat laporan hasil uji Arus Eddy.

Faktor Penting Dalam Uji Arus Eddy

Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi hasil Eddy current test, yaitu sebagai berikut:

  • Konduktivitas

Daya hantar atau konduktivitas merupakan kemampuan dari suatu material untuk menghantarkan arus, konduktivitas ini berlawanan dengan hambatan, artinya material konduktivitas rendah memiliki hambatan yang tinggi, sebaliknya material dengan konduktivitas tinggi hambatannya rendah. Satuan konduktivitas dituliskan dalam ‘mho’.

  • Permeabilitas

Permeabilitas merupakan kemampuan suatu bahan untuk memfokuskan garis gaya magnet. Namun faktor permeabilitas ini hanya dapat bekerja pada benda yang bersifat ferromagnetik. Efek permeabilitas dapat terlihat dengan jelas, ditandai dengan peningkatan ketebalan material karena permeabilitas mampu menurunkan penetrasi dari Arus Eddy.

  • Frekuensi
Baca Juga  Pengujian Magnetic Test Sebagai Solusi Mendeteksi Cacat atau Diskontinuitas Pada Obyek

Eddy current test kadang dilakukan dengan frekuensi di rentang KHz (Kilohertz) atau dalam rentang MHz (Megahertz). Ketika frekuensi menurun, tingkat sensitivitas untuk terdeteksi juga akan menurun, namun sebaliknya kemampuan penetrasi Arus Eddy akan meningkat.

  • Skin Effect

Uji current test sangat sensitive terhadap berbagai variabel material uji yang diletakkan di dekat kumparan uji karena skin effect. Faktor skin effect yang dimaksud di sini merupakan hasil interaksi yang berkaitan erat antara frekuensi pengujian, Eddy Current, permeabilitas, dan konduktivitas benda uji.

Dengan skin effect, konsentrasi Arus Eddy Menjadi lebih jelas ketika konduktivitas, frekuensi pengujian, dan permeabilitas material uji semakin besar.

  • Lift Of Effect

Faktor yang satu ini dapat diartikan sebagai perubahan yang ditemukan pada sinyal pengujian ketika probe dijauhkan atau diangkat dari permukaan benda yang diuji. Pembuatan standard lift-off dilakukan dengan cara menempelkan bahan non-konduktif yang ketebalannya sudah diketahui, ditempelkan pada permukaan sampel yang diuji. Contoh bahan non konduktif yang biasa digunakan antara lain adalah selofon, mylar, dan kertas.

  • Signal to Noise Ratio

Ini merupakan perbandingan antara sinyal yang diperhatikan dengan sinyal yang tidak diharapkan. Biasanya sumber gangguan yang terjadi merupakan variasi benda uji.

Masalah kelistrikan yang lain dapat disebabkan oleh beberapa faktor dari luar seperti motor listrik, mesin las, dan generator. Getaran mekanis berpotensi meningkatkan gangguan pada sistem pengujian karena kumparan pengujian atau material uji bergerak.

Kebiasaan umum dalam non destructive test untuk mensyaratkan faktor rasio signal to noise minimal adalah 3:1. Artinya, sinyal yang diperhatikan harus memiliki respon minimal 3 kali respon gangguan di titik tersebut. Tingkat kekuatan dan gangguan absolut dari sinyal diskontinuitas tergantung dari beberapa faktor misalnya ukuran dan jenis kumparan pencari, lintasan, jarak inspeksi, frekuensi,kondisi permukaan, orientasi diskontinuitas, dan kondisi permukaan.

Sinyal Output Pengujian

Ada banyak variabel yang digunakan dalam setiap Eddy current test karena tidak mungkin jika hanya menggunakan meteran untuk melakukan pengujian. Untuk peralatan yang menggunakan meteran untuk dasar pengujian, maka hanya akan memperoleh setengah dari informasi yang dibutuhkan.

Proses Eddy Current test memerlukan lebih banyak informasi, untuk itu pengujian ini menggabungkan beberapa komponen yang ditampilkan pada CRT. Layar CRT akan bekerja layaknya komputer dari rangkaian piksel yang diatur berdasarkan rangkaian output. Nantinya akan muncul beberapa warna dan juga beberapa tingkat kecerahan.

Memilih Frekuensi Untuk Pengujian

Arus akan terbentuk lebih dulu di dekat kumparan pengujian, baru kemudian muncul arus di dalam benda uji. Proses pendeteksian akan semakin baik jika kerapatan arus semakin tinggi dan dapat menimbulkan beda fase yang signifikan antara permukaan bawah dan atas sehingga ketelitiannya lebih baik.

Untuk memilih frekuensi pada Eddy current test, ada 2 sistem yang sering digunakan yakni sebagai berikut:

  • Sistem Frekuensi Tunggal

Sistem pengujian yang satu ini berkaitan dengan sistem kumparan yang menggunakan aliran satu jenis frekuensi. Pengaturan frekuensi memungkinkan teknisi lebih responsif dengan variabel material uji, Sistem frekuensi ini biasanya digunakan untuk memeriksa surface weld.

  • Sistem Frekuensi Ganda
Baca Juga  Jenis Cacat Pengelasan Apa Penyebab dan Bagaimana Mengatasinya

Sesuai dengan namanya, sistem pengujian ini menggunakan beberapa frekuensi di sistem kumparan atau multi parameter. Sistem kumparan dapat dialiri 3 atau lebih frekuensi secara bersamaan.

Walaupun beberapa frekuensi dapat diberikan secara berurutan atau serentak pada kumparan uji, setiap frekuensi tetap mengikuti aturan sistem frekuensi tunggal. Sinyal dari berbagai frekuensi ini nantinya akan digabungkan dalam rangkaian elektronik untuk mendapatkan hasil yang diinginkan entah itu dikurang atau ditambahkan. Sistem ini nantinya akan digunakan untuk pemeriksaan tubing.

Kalibrasi Untuk Pengujian Eddy Current

Sistem Eddy current test dapat dikalibrasi berdasarkan standar referensi bahan yang memiliki crack buatan, crack alami, atau tanpa diskontinuitas. Notches, alur lekuk, dan lubang merupakan beberapa contoh diskontinuitas buatan untuk menentukan sensitivitas pengujian.

Standar kalibrasi ini bertujuan untuk melakukan pemeriksaan pada perubahan fase dan frekuensi. Melalui sistem inspeksi otomatis, maka bagian aktual harus bisa digunakan untuk menyesuaikan tingkat sensitivitas dan proses kalibrasi. Berikut ini adalah prosedur kalibrasi untuk menguji sambungan las material besi

  • Melakukan pengaturan frekuensi
  • Melakukan balancing alat dengan cara mengangkat probe
  • Menyesuaikan posisi spot ke bagian tengah layar dengan kontrol X dan Y
  • Menempatkan probe di bagian permukaan blok kalibrasi untuk memastikan tidak dekat dengan celah sot
  • Melakukan balance peralatan
  • Menggerakkan probe pada slot untuk mendapatkan tampilan crack yang sesuai dengan kedalaman 2 mm. Tahap ini dilakukan secara perlahan dan sumbu memanjang dari probe tetap sejajar. Nantinya indikasi slot akan muncul di layar.
  • Menyesuaikan tingkat sensitivitas untuk mengimbangi ketebalan yang diukur sesuai prosedur.

Kumparan Untuk Pemeriksaan Uji Eddy Current

Kumparan pemeriksaan untuk Eddy Current test dikelompokkan menjadi 3 jenis yaitu

  • Probe Coils

Probe Coils atau kumparan rata biasanya diaplikasikan untuk scanning permukaan. Probe ini memiliki beberapa fitur seperti ada mekanisme pegas yang dapat meminimalisir lift-off dan menggunakan desain modular.

  • Encircling Coils

Jenis kumparan ini juga sering disebut dengan kumparan diameter luar karena mengelilingi material uji. Biasanya encircling coil digunakan untuk pemeriksaan produk berupa batang dan tubular.

  • Bobbin Coils

Jenis kumparan ini dapat digunakan untuk pemeriksaan benda uji berupa tubular dari sisi dalam. Cara penggunaannya, kumparan dimasukkan kemudian ditarik dari dalam menggunakan batang yang panjang. Coil ini menginduksikan arus yang mengelilingi tube.

Kelebihan dan Kekurangan Pengujian Eddy Current

Kelebihan

  • Persiapan pengujian cukup mudah
  • Pengujian dapat dilakukan melalui lapisan cat dan material
  • Pengujian dapat mendeteksi diskontinuitas pada produk yang diuji di bagian near surface dan surface
  • Probe yang digunakan dalam pengujian tidak harus menempel di material uji.
  • Mampu mendeteksi kecacatan tabung dengan cepat sehingga dapat segera diperbaiki atau diganti

Kekurangan

  • Pengujian hanya dapat dilakukan terhadap bahan non ferro seperti titanium, tembaga, dan baja tahan karat.
  • Pengujian perlu dilakukan oleh penguji yang sudah bersertifikat sehingga tidak dapat dilakukan oleh sembarang orang, karena pengujian ini juga menggunakan alat khusus sehingga hal ini juga berpengaruh terhadap harga eddy current test.
  • Peralatan untuk pengujian harus dikalibrasi lebih dulu
  • Kedalaman penetrasi terbatas

Demikian sedikit penjelasan tentang pengujian Eddy Current. Eddy current test saat ini menjadi pengujian yang umum dilakukan untuk mendeteksi diskontinuitas pada permukaan atau near-surface berbagai material konduktif.

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *