Seiring dengan tekanan pasar yang memaksa produsen pipa untuk mencari cara meningkatkan produktivitas sambil tetap mematuhi standar kualitas yang ketat, memilih metode inspeksi dan sistem pendukung terbaik menjadi lebih penting dari sebelumnya. Meskipun banyak produsen pipa mengandalkan inspeksi akhir, dalam banyak kasus produsen menggunakan pengujian lebih jauh di hulu proses manufaktur untuk mendeteksi bahan atau proses yang cacat sejak dini. Hal ini tidak hanya mengurangi limbah, tetapi juga mengurangi biaya yang terkait dengan penanganan bahan yang cacat. Pendekatan ini pada akhirnya menghasilkan profitabilitas yang lebih tinggi. Karena alasan ini, menambahkan sistem pengujian non-destruktif (NDT) ke pabrik merupakan langkah yang masuk akal secara ekonomi.
Banyak faktor—jenis material, diameter, ketebalan dinding, kecepatan proses, dan metode pengelasan atau pembentukan tabung—menentukan pengujian terbaik. Faktor-faktor ini juga memengaruhi pilihan fitur dalam metode inspeksi yang digunakan.
Pengujian Arus Eddy (ET) digunakan dalam banyak aplikasi pipa. Ini adalah pengujian yang relatif murah dan dapat digunakan dalam aplikasi pipa berdinding tipis, biasanya hingga ketebalan dinding 0,250 inci. Pengujian ini cocok untuk material magnetik dan non-magnetik.
Sensor atau kumparan uji terbagi menjadi dua kategori dasar: melingkar dan tangensial. Kumparan melingkar memeriksa seluruh penampang tabung, sedangkan kumparan tangensial hanya memeriksa area pengelasan.
Kumparan melingkar mendeteksi cacat pada seluruh strip yang masuk, bukan hanya zona pengelasan, dan cenderung lebih efektif saat menguji ukuran yang lebih kecil dari 2 inci diameternya. Kumparan ini juga toleran terhadap pergeseran bantalan. Kerugian utama adalah bahwa melewati strip yang masuk melalui mesin penggiling membutuhkan langkah tambahan dan perhatian ekstra untuk melewatinya melalui kumparan uji. Selain itu, jika kumparan uji terlalu pas dengan diameternya, pengelasan yang gagal dapat menyebabkan tabung terbuka, merusak kumparan uji.
Kumparan tangensial memeriksa sebagian kecil keliling tabung. Pada aplikasi berdiameter besar, penggunaan kumparan tangensial dibandingkan kumparan melingkar umumnya menghasilkan rasio sinyal-ke-derau yang lebih baik (ukuran kekuatan sinyal uji relatif terhadap sinyal statis di latar belakang). Kumparan tangensial juga tidak memerlukan ulir dan lebih mudah dikalibrasi di luar pabrik. Kekurangannya adalah kumparan ini hanya memeriksa zona pengelasan. Kumparan ini cocok untuk pipa berdiameter besar dan dapat digunakan untuk ukuran kecil jika posisi pengelasan terkontrol dengan baik.
Kedua jenis kumparan dapat digunakan untuk menguji diskontinuitas intermiten. Pengujian cacat, juga dikenal sebagai pengujian rongga atau perbedaan, secara terus menerus membandingkan lasan dengan bagian logam dasar yang berdekatan dan sensitif terhadap perubahan kecil yang disebabkan oleh diskontinuitas. Ideal untuk mendeteksi cacat pendek seperti lubang kecil atau lasan lompatan, metode utama yang digunakan di sebagian besar aplikasi pabrik penggilingan.
Tes kedua, metode absolut, menemukan cacat yang detail. Bentuk ET yang paling sederhana ini mengharuskan operator untuk menyeimbangkan sistem secara elektronik pada material yang baik. Selain menemukan perubahan umum dan berkelanjutan, metode ini juga mendeteksi perubahan ketebalan dinding.
Penggunaan kedua metode ET ini tidak harus terlalu merepotkan. Jika instrumen dilengkapi, keduanya dapat digunakan secara bersamaan dengan satu kumparan uji.
Terakhir, lokasi fisik penguji sangat penting. Karakteristik seperti suhu sekitar dan getaran mesin (yang ditransmisikan ke tabung) dapat memengaruhi penempatan. Menempatkan kumparan uji dekat dengan kotak solder memberi operator informasi langsung tentang proses penyolderan. Namun, sensor tahan suhu atau pendinginan tambahan mungkin diperlukan. Menempatkan kumparan uji dekat dengan ujung mesin dapat mendeteksi cacat yang disebabkan oleh proses pemotongan atau pembentukan; namun, ada kemungkinan lebih besar terjadinya positif palsu karena lokasi ini membawa sensor lebih dekat ke sistem pemotongan, di mana sensor lebih mungkin mendeteksi getaran selama penggergajian atau pemotongan.
Pengujian ultrasonik (UT) menggunakan pulsa energi listrik dan mengubahnya menjadi energi suara frekuensi tinggi. Gelombang suara ini ditransmisikan ke material yang diuji melalui media seperti air atau pendingin pabrik. Suara bersifat terarah; orientasi sensor menentukan apakah sistem tersebut mencari cacat atau mengukur ketebalan dinding. Serangkaian transduser dapat membuat garis luar zona pengelasan. Metode UT tidak dibatasi oleh ketebalan dinding tabung.
Untuk menggunakan proses UT sebagai alat ukur, operator perlu mengarahkan transduser sehingga tegak lurus terhadap tabung. Gelombang suara masuk dari bagian luar tabung, memantul dari bagian dalam, dan kembali ke transduser. Sistem ini mengukur waktu tempuh — waktu yang dibutuhkan gelombang suara untuk menempuh perjalanan dari bagian luar ke bagian dalam — dan mengubah waktu tersebut menjadi pengukuran ketebalan. Tergantung pada kondisi pabrik, pengaturan ini dapat mengukur ketebalan dinding dengan akurasi ± 0,001 inci.
Untuk mendeteksi cacat material, operator memposisikan transduser pada sudut miring. Gelombang suara masuk dari luar (OD), bergerak ke dalam (ID), memantul kembali ke luar (OD), dan bergerak sepanjang dinding dengan cara itu. Diskontinuitas pengelasan menyebabkan gelombang suara memantul; gelombang tersebut menempuh jalur yang sama kembali ke sensor, yang mengubahnya kembali menjadi energi listrik dan menciptakan tampilan visual yang menunjukkan lokasi cacat. Sinyal juga melewati gerbang cacat, yang akan memicu alarm untuk memberi tahu operator atau memicu sistem cat yang menandai lokasi cacat.
Sistem UT dapat menggunakan transduser tunggal (atau beberapa transduser kristal tunggal) atau transduser susunan bertahap (phased array).
UT tradisional menggunakan satu atau lebih transduser kristal tunggal. Jumlah sensor bergantung pada panjang cacat yang diharapkan, kecepatan jalur produksi, dan persyaratan pengujian lainnya.
Ultrasonik array bertahap (phased array UT) menggunakan beberapa elemen transduser dalam satu badan. Sistem kontrol secara elektronik mengendalikan gelombang suara tanpa memposisikan ulang elemen transduser untuk memindai area pengelasan. Sistem ini dapat melakukan berbagai aktivitas, seperti mendeteksi cacat, mengukur ketebalan dinding, dan memantau perubahan dalam pembersihan zona pengelasan. Mode inspeksi dan pengukuran ini dapat dilakukan secara bersamaan. Yang penting, pendekatan array bertahap dapat mentolerir beberapa pergeseran pengelasan karena array dapat mencakup area yang lebih besar daripada sensor posisi tetap tradisional.
Metode NDT ketiga, Kebocoran Magnetik (MFL), digunakan untuk memeriksa pipa berdiameter besar, berdinding tebal, dan berstandar magnetik. Metode ini ideal untuk aplikasi minyak dan gas.
MFL menggunakan medan magnet DC yang kuat yang melewati tabung atau dinding tabung. Kekuatan medan magnet mendekati saturasi penuh, atau titik di mana peningkatan gaya magnetisasi tidak menghasilkan peningkatan yang signifikan pada kerapatan fluks magnet. Ketika garis medan magnet bertemu dengan cacat pada material, distorsi fluks magnet yang dihasilkan dapat menyebabkannya memancar atau menggelembung dari permukaan.
Sebuah probe sederhana yang dililit kawat dan dilewatkan melalui medan magnet dapat mendeteksi gelembung tersebut. Seperti halnya aplikasi induksi magnetik lainnya, sistem ini memerlukan gerakan relatif antara material yang diuji dan probe. Gerakan ini dicapai dengan memutar rakitan magnet dan probe di sekitar keliling tabung atau pipa. Untuk meningkatkan kecepatan pemrosesan, pengaturan ini menggunakan probe tambahan (lagi-lagi satu array) atau beberapa array.
Unit MFL yang berputar dapat mendeteksi cacat memanjang atau melintang. Perbedaannya terletak pada orientasi struktur magnetisasi dan desain probe. Dalam kedua kasus, filter sinyal menangani proses pendeteksian cacat dan membedakan antara lokasi ID dan OD.
MFL mirip dengan ET dan keduanya saling melengkapi. ET cocok untuk produk dengan ketebalan dinding kurang dari 0,250 inci, sedangkan MFL digunakan untuk produk dengan ketebalan dinding lebih dari itu.
Salah satu keunggulan MFL dibandingkan UT adalah kemampuannya mendeteksi cacat yang kurang ideal. Misalnya, MFL dapat dengan mudah mendeteksi cacat heliks. Cacat pada arah miring seperti itu dapat dideteksi oleh UT, tetapi memerlukan pengaturan khusus untuk sudut yang diharapkan.
Tertarik dengan informasi lebih lanjut tentang topik ini? Asosiasi Produsen dan Manufaktur (FMA) memiliki informasi lebih lanjut. Penulis Phil Meinczinger dan William Hoffmann akan memberikan informasi dan panduan selama sehari penuh tentang prinsip, pilihan peralatan, pengaturan, dan penggunaan proses ini. Pertemuan tersebut diadakan pada tanggal 10 November di kantor pusat FMA di Elgin, Illinois (dekat Chicago). Pendaftaran terbuka untuk kehadiran virtual dan tatap muka. Pelajari lebih lanjut.
Tube & Pipe Journal menjadi majalah pertama yang didedikasikan untuk melayani industri pipa logam pada tahun 1990. Hingga kini, majalah ini tetap menjadi satu-satunya publikasi di Amerika Utara yang didedikasikan untuk industri tersebut dan telah menjadi sumber informasi yang paling tepercaya bagi para profesional di bidang perpipaan.
Kini dengan akses penuh ke edisi digital The FABRICATOR, Anda dapat dengan mudah mengakses sumber daya industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal kini sepenuhnya dapat diakses, memberikan akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Nikmati akses penuh ke edisi digital STAMPING Journal, yang menyediakan perkembangan teknologi terkini, praktik terbaik, dan berita industri untuk pasar pencetakan logam.
Kini dengan akses penuh ke edisi digital The Fabricator en Español, Anda dapat dengan mudah mengakses sumber daya industri yang berharga.