Non Destructive Testing (NDT) Metode Liquid Penetrant Test / Cairan Penetran (PT)

Liquid Penetrant Test / Cairan Penetran (PT)

Uji cairan penetran adalah salah satu metode uji tanpa merusak mampu mendeteksi cacat terbuka pada permukaan suatu bahan atau komponen, contoh lubang atau retakan dipermukaan. Uji cairan penetran dapat dilakukan pada semua jenis bahan, asal permukaan bahan tidak menyerap.

• Prinsip Kerja

Prinsip dasar uji penetran adalah sifat kapilaritas. Bila celah yang sangat sempit diberi cairan, maka celah tersebut akan mampu menyedot cairan sehingga celah akan berisi cairan. Cairan yang ada  disalam celah akan dapat disedot keluar ke permukaan bila ujung celah diberi developer yang daya kapilaritasnya lebih kuat. Cairan yang disedot oleh developer dijung celah akan memberikan indikasi bahwa ditempat tersebut terdapat celah.

• Tahap-Tahap Pelaksana

Uji cairan penetran memiliki tahapan-tahapan saat melakukan yaitu sebagai berikut:

1. Permukaan yang diperiksa dibersihkan dari kotoran atau korosi yang mungkin menyumbat atau menutupi celah. Cara membersihkan disenprot dengan cairan cleaning agents lalu disikat dengat sikat kawat sampai permukaan benda uji terbebas dari kotoran, grease, oil, pasir, loose, rust, scale dan korosi.
2. Permukaan yang telah bersih disemprot atau dilapisi oleh cairan peneran dalam waktu tertentu minimal 10 menit agar cairan cairan penetran dapat masuk kedalam celah.
3. Sisa pada cairan penetran yang di permukaan yang tidak masuk kedalam celah dibersihkan bias dengan kain lap atau kain majun.
4. Selanjutnya disemprot atau dilapisi dengan cairan developer untuk menyedot keluar cairan penetran yang berada pada celah, agar menghasilkan indikasi.
5. Permukaan diinspeksi secara visual untuk dideteksi adanya indikasi.
6. Benda uji dicuci atau dibesrsihkan dari bekas dan sisa bahan yang digunakan pada permukaan pada uji cairan penetran, bila perlu diberi perlakuan anti korosi/karat.

• Sifat-Sifat Cairan Penetran

Cairan penetran harus mempunyai kemampuan untuk masuk kedalam celah/cacat, oleh karenanya cairan ini harus memenuhi persayaratan sebagai berikut:

1. Mampu memasuki celah yang sangat sempit.
2. Mampu berada didalam celah yang besar.
3. Tidak mudah menguap.
4. Bila berada dipermukaan benda uji mudah dibersihkan.
5. Bila berada didalam celah mudah dibersihkan.
6. Mudah disedot dari dalam celah.
7. Mampu menyebar dalam bentuk film.
8. Tidak mudah berubah warna menjadi pucat.
9. Tidak korosif.
10. Tidak berbau.
11. Tidak mudah menyala.
12. Tidak beracun.

• Sifat Fisis

Dari sifat umum diatas, besaran fisis cairan penetran yang harus diperhatikan adalah:

a. Viskositas

Viskositas tinggi menyebabkan turunnya daya penetrasi, sedangkan viskositas rendah menyebabkan cairan terlalu cepat penyebar atau mengalir ketempat lain.

b. Tegangan permukaan

Efekifitas cairan penetran sangat dipengaruhi oleh tegangan permukaan. Bila nominal tegangan tinggi, daya melarutkan zat warna sangat baik sedangkan bila tegangan permukaannya rendah kemampuan penetrasi dan penyebarannya sangat baik.

c. Daya pembasah

Daya pembasah ada kaitanya dengan sudut kontak cairan dengan permukaan. Daya pembesah merupakan faktor terpenting. Sebagai contoh adalah air daya pembahasan tinggi, tegangan permukaan cukup tinggi sedangkan air juga merupakan pelarut yang baik. Untuk meningkatkan daya penetrasinya dapat ditambahkan zat lain yang dapat menurunkan tegangan permukaan, sedangkan daya melarutkan cukup baik.

d. Massa Jenis

Massa jenis tidak ada pengaruhnya terhadap kemampuan penetrasi. Umumnya massa jenis-jenis cairan penetran antara 0,86 – 1,06 pada 16℃.

e. Volatilitas

Cairan penetran tidak boleh bersifat volatil. Penguapan sedikit akan membantu mengintersifan pemunculan warnadan menjadi agar indikasi tidak menyebar secara berlebihan. Bila cairan penetran mengandung solven yang volatile, penguapan yang cepat akan mengakibatkan:

1. Formula tidak stabil,dapat terjadi perubahan sifat dari cairan penetran.
2. Mengurangi daya penyebaran sehingga cairan dapat menjadi kering.

e. Titik Nyalah

Titik nyalah cairan penetran harus tinggi supaya tidak mudah terbakar umumnya titik nyalah tidak mempengaruhi kemampuan penetrasi kecuali bila ditamabahkan sedikit cairan yang titik nyalahnya rendah akan mampu meningkatkan sensitivity.

f. Korisivitas

Cairan penetran harus non korosif terhadap benda uji mampu tempat penyimpangannya. Paduan titan dan baja paduan nikel tinggi mudah terkarat bila cairan mengandung natrium, belerang dan halogen.

• Tipe dan Sistim

Ditinjau dari cara inspeksinya, ada dua tipe cairan penetran yakni:

a. Cairan penetran flourescent

Inspeksi pada uji penetran dengan cara ini dilakukan dengan bantuian sinar ultraviolet. Cairan ini mengandung zat pewarna akan berfluorensi (memendar) bila disinari dengan sinar ultraviolet.

b. Cairan penetran non fluorescent

Inspeksi pada benda uji penetran dengan cairan ini dilakukan secara visual tanpa berbentuk sinar ultraviolet. Cairan mengandung zat warna yang memiliki kontras yang tinggi pada ruangan terang.

Ditinjau dari cara pembersihan ada tiga system yakni:

1. System water washable.
2. System Post emulsified.
3. System solvent removable.

Ketiga system ini berlaku baik bagi cairan openetran tipe fluoresen maupun non fluoresen. Masing masing system dan tipe memiliki keuntungan dan kerugian.umumnya pembersihan dilakukan dengan cara menyemprot, melap atau mencuci hingga permukaan benda uji bersih dari sisa-sisa penetran yang tidak terpakai.

• Cairan Penetran Fluorescent
  • Sistem “Water Washale” fluorescent

Pada system ini pembersihan dilakukan dengan mengunakan air. Cairan penetran terdiri dari minyak untuk penetrasi, zat pewarna, zat pengemulsi dan zat pen-stabil dimana akan diperoleh satu cairan yang daya penetrasinya tinggi, mudah melarutkan zat warna, mudah dicuci dengan air dan tetap stabil dalam berbagai kondisi suhu dan operasi.

Keuntugan:

1. Indikasi dapat dilihat dan terang sekali.
2. Mudah dan ekonomis karena sekali lapisan kemudian langsung dapat dicuci.
3. Cepat terutma untuk benda uji kecil.
4. Baik digunakan untuk permukaan kasar.

Kekurangan:

1. Kurang baik untuk mendeteksi cacat ruang dangkal.
2. Tidak baik bila pencucian berlebihan.
3. Mudah berubah oleh kontaminan, terutama air.
4. Sensitivitas dipengaruhi oleh asam terutama asam dan senyawa kromat.
5. Bila benda uji tidak boleh terkena air, system tidak boleh dipakai.
6. Pemeriksaaan harus mengunakan sinar ultraviolet di ruang gelap.

• Sistem “Post Emulsified” Fluorescent

Pada system ini pembersihan juga dilakukan dengan air seperti pada water washale. Perbedaan terletak pada komposisinya yaitu penetran ini tidak mengandung zat pengemulsi. Zat pengemulsi dilapisan secara terpisah setelah penetran masuk kedalam celah/cacat. Tanpa melapiskan zat pengemulsi, penetran tidak dapat dibersihkan dari permukaan benda uji.

Keuntungan:

1. Dapat digunakan untuk mendeteksi cacat terbuka yang dangkal.
2. Sensitivitas tinggi meskipun cacatnya halus.
3. Konsentrasi zat warna tinggi, hal ini mengakinbatkan indikasi menjadi lebih jelas.
4. Waktu penetrasi pendek.
5. Adam dan senyawa kromat tidak mempengaruhi sensitivitsnya.
6. Cairan penetran yang tertinggal dalam cacat tidak ikut terkunci.

Kerugian:

1. System dilakukan dalam dua tahap sebelum pembersihan akhir, jadi lebih lama.
2. Selisih waktu antara pelapisan penetran dan pelapisan emulsifier sangat kritis.
3. Benda uji seperti ulir sukar dicuci karena emulsifier tidak dapat mencapai celah yang sempit.
4. Lebih mahal.

• Sistem “Solvent removable” Fluorescent

Sistem ini sebaiknya dipakai bila metoda water washable tidak dapat digunakan. Karena kelebihan penetran dalam dua tahap.

Pertama benda uji dilap dengan bersih dan kering, kemudian baru dilakukan tahap kedua yakni dilap dengan solven. Pemakaina solven secara berlebihan akan dapat menyedot penetran ke luar dari cacat.

Sistem solven removable sangat menguntungkan untuk sport test.

• Cairan Penetran Non Fluorescent

Seperti pada cairan penetran fluoresent, cairan terdiri dari tiga system: water washable, post emulsifier dan solvent removable dengan keuntungan dan kerugian yang sama, kecuali sifat fluresensinya, jadi cairan ini tidak memerlukan lampu ultraviolet, indikasi dapat dilakukan di ruangan yang terang.

• Sistem Sistem “Water Washale” Non Fluorescent

Sistem ini dipakai pada benda uji yang basah untuk sensitivitas rendah.

• Sistem “Post Emulsified” Non Fluorescent

Sistem ini sensitivitas lebih baik daripada sitem “water washable” non fluoresen.

• Sistem “Solvent Removable” Non Fluoresent

Sistem ini sebaiknya digunakan untuk spot inspection bilamana pembersihan air tidak memungkinkan.

Ada tiga jenis solvent removable:

1. Titik nyalah rendah, biasanya lebih mudah terbakar.
2. Titik nyalah tinggi, bisanya sukar terbakar.
3. Tidak dapat terbakar (non fluoresenable/ non combustible).

• Pre-Cleaning

Pre-cleaning berguna untuk membersihkan agar permukaan benda uji bersih dari kotoran yang mungkin menyumbat celah pada permukaan sehingga mengangu proses penetrasi pada penetran serta menghilangkan kontaminasi yang mungkin ada pada permukaan berda uji.

Pre-clening dapat dilakukan dengan mengunakan:

a. Detergen

Detergen yang digunakan dapat bersifat asam basah atau netral asal tidak mengakibatkan korosi dan kontaminasi. Pre-cleaning dilakukan antara 10-15 menit pada 75-95℃ dengan kosentrasi 35-50 kg/ atau sesuai dengan rekomendasi pembuatnya.

b. Solven

Solven harus bebas risidu, dengan titik nyala 90℃, baik untuk pre-cleaning cara lab atau pencelupan. Solven ini cocok untuk dibersihkan oil atau gtease tapi tidak cukup baik untuk membersihkan permukaan yang tertutup tanah.

c. Vapour Degreasing

Vapour Degreasing digunakan untuk pembersihan minyak berat, grease atau senyawa organic lainnya. Kotoran inorganik umumnya paling baik dibersihkan dengan detergen.

d. Larutan Pembuang Kerak

Pembersihan kerak (sceles) dilakukan secara pickling dengan larutan asam atau basa panas. Larutan dengan inhibitor asam biasanya digunakan pada suhu ruang dengan konsenterasi 2 – 3%.

e. Membuang Atau pengupas Cat

Lapisan cat dapat dibuang atau dibersikan secara efektif dengan larutan pembuang cat atau dengan stiper basah. Lapisan cat harus dibuang atau dikupas sehingga tidak menutupi benda uji yang akan diinspeksi.