Memanfaatkan sifat elektromagnetik, deteksi cacat pada logam konduktif yang lebih mudah

Pengunaan Eddy current dalam industri sudah umum karena keunggulannya dalam mendeteksi cacat subsurface pada logam yang konduktif, dalam praktis pengujian NDT tradisional yang memanfaatkan sifat elektromagnetis. Dasar dari banyak peralatan NDT (juga pada UT, Radiography, Dye Penetrant) yang memanfaatkan sifat - sifat fisika material. Karena perlakuan yang disyaratkan cukup komplek untuk dapat dihasilkan inspeksi yang akurat, metode - metode tersebut semakin terbatas pemakaiannya seiring dengan kebutuhan industri yang semakin inovatif. BFET (Balanced Field Electromagnetic Technique) adalah teknologi terkini yang bekerja seperti scanner tanpa memerlukan preparasi yang rumit dan kompleks. Batasan BFET dapat digunakan sampai kedalaman permukaan 0,375" atau 9,5 mm dan sudah diaplikasikan untuk inspeksi Tangki, Piping, Tube Stub, Drum, Column, Dryer, Heat Exchanger Shell, dan banyak peralatan industri lain. Metode lain yang mirip dengan BFET adalah ACFM (Alternating current field measurement) yang mengkombinasikan keuntungan dari teknik ACPD (Alternating Current Potential Drop) dan ECT  (Eddy Current Testing). 

Prinsip dasar dari BFET adalah memanfaatkan sinyal elektromagnetik yang dihasilkan oleh coil yang disusun sedemikian rupa pada sumbu x dan z (potensial pada 0 satu sama lain). Coil pada bidang x berfungsi sebagai penghasil sinyal dan coil pada bidang z sebagai sensor penerima menghasilkan fluks yang seragam dan stabil. Seperti terlihat pada gambar, ketika terdapat cacat pada logam, fluks akan terganggu sehingga menghasilkan informasi adanya cacat.

Kelebihan dari sifat elektromagnetik, tidak diperlukan syarat khusus pada permukaan yang akan diinspeksi, baik pada permukaan yang dilapisi cat, epoxy maupun rubber lining misalnya. Karena pada dasarnya sensor probe tidak harus kontak langsung dengan material yang diinspeksi. BFET dapat diaplikasikan sampai dengan 1 ft/sec sepanjang material uji. Sensor probe (Hawk-eye Probe) tipe sederhana mampu mendeteksi sampai kedalaman 0,125" (3 mm), seukuran pensil dan dapat dibentuk (machining) untuk mendapatkan sudut sesuai permukaan material uji. Juga dapat dibuat dari bahan keramik yang memungkinkan untuk inspeksi pada temperatur sampai 500 derajad Fahrenheit (260 derajad celcius).

Sensor Probe juga dapat digunakan secara paralel untuk mendapatkan hasil inspeksi lebih lebar atau pada sisi radial (Piping) dalam satu waktu sepanjang L. Data disajikan secara real-time, memudahkan untuk menandai lokasi cacat. Yang perlu diperhatikan dalam melakukan inspeksi yaitu agar selama pergerakan probe dapat berjalan dengan halus tanpa gangguan. Sehingga desain probe juga sangat penting dalam proses scanning dengan BFET. diadaptasi dari testex-ndt.com.

Hasil Scanning dengan BFET, Cacat diindikasikan dalam 3D Color Display

Deteksi Kegagalan Mikro; Perbandingan In-situ Metallography dan Standard Metallography

Pada sebuah Pabrik Petrokimia di Meksiko yang telah beroperasi selama 30 tahun, telah direncanakan inspeksi terhadap peralatan - peralatan industri yang terpajan oleh temperatur tinggi dan lingkungan yang korosif. Sebagai data kualitatif, diperlukan analisa struktur mikro untuk mengetahui banyak informasi seperti; grafitisasi, degradasi struktur pearlite, creep, dekarburasi, grain growth, korosi intergranular, presipitasi karbida dan presipitasi fase sigma. Karena pada umumnya peralatan di Pabrik Petrokimia dibuat dari bahan Baja Karbon dan Austenitic Stainless Steel. 

Karena tidak diperkenankan untuk merusak peralatan sebagai sample uji di laboratorium, maka metode pengujian struktur mikro yang mungkin  adalah In-situ Metallography. Percobaan kemudian dilakukan terhadap sebuah pipa yang mengalami kegagalan dan telah diganti. 

Sample maping

Larutan kimia yang digunakan untuk etsa adalah Vilella Reagent. Sample pada Zone 1 dan 2 dianalisa dengan menggunakan metode standard destructive metallography dengan perbesaran 500X. Sedangkan pada Zone A dan B dilakukan analisa In-situ Metallography menggunakan  CIDESI's portable microscope dengan perbesaran 400X. Pendekatan diambil dengan mengabaikan perbedaan perbesaran yang dipilih. Hasil photo struktur mikro dapat dilihat pada gambar di bawah.

Material pipa yang dibuat sebagai sample untuk penelitian telah mengalami reduksi ketebalan sebelum benar - benar terjadi kegagalan. Dengan demikian, struktur mikro pada bagian yang diuji juga terpajan oleh overheating sehingga seolah tampak banyak fase pearlite (bagian gelap). Mengabaikan hal tersebut, pada Zone 1 tampak fase elongated pearlite dan presipitasi karbida pada batas butir, seperti terjadi pada baja yang yang umum mengalami overheating. Pada Zone 2, meskipun dengan keterbatasan perlakuan etsa, tidak ditemukan adanya presipitasi karbida pada batas butir dan juga fase elongated pearlite. Dengan membandingkan pada hasil uji In-situ Metallography, baik pada Zone A maupun B, tidak ditemukan adanya presipitasi karbida. Dan juga, tidak terdapat fase elongated pearlite yang terbentuk. 

Dengan memperhatikan hasil kedua metode pengujian tersebut di atas, dapat disimpulkan bahwa secara kualitatif metode In-situ Metallography dapat digunakan untuk menganalisa struktur mikro pada peralatan yang tidak mungkin untuk dibuat sample ujinya dengan metode destructive test. Sehingga, banyak aplikasi di industri yang sudah mengandalkan pengujian In-situ Metallography ini, meskipun dalam beberapa kasus masih harus didukung dengan metode NDT yang lain.

  

Sumber; Juan M. SALGADO-LÓPEZ, In situ metallography as non-destructive test to analyze the

microstructural damage in the petrochemical industry, 2011.