Artikel

Beranda Artikel Kegunaan Gelombang Ultrasonik Dalam Bidang Teknik Sipil
Beranda Artikel Kegunaan Gelombang Ultrasonik Dalam Bidang Teknik Sipil

Kegunaan Gelombang Ultrasonik Dalam Bidang Teknik Sipil

  •  01 Mar 2022
  • Artikel/Artikel
  • 1009 viewed
Kegunaan Gelombang Ultrasonik Dalam Bidang Teknik Sipil
Foto: Kegunaan Gelombang Ultrasonik Dalam Bidang Teknik Sipil
Oleh: Setyo Hardono dan Imam Akbar

Mengenal Ultrasonography
Masyarakat Indonesia sudah tidak awam lagi mendengar kata ultrasonography sebagai salah satu metode pemeriksaan di bidang medis. Seperti pembaca yang telah mempunyai buah hati pasti pernah memeriksakan janin dalam kandungan menggunakan alat Ultrasonography (USG). Alat tersebut digunakan seorang dokter ahli kandungan untuk mendeteksi kesehatan calon bayi, kesehatan kandungan, dan jenis kelamin bayi tersebut. Mengingat keunggulan dari gelombang ultrasonik ini, maka telah banyak dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Seperti pada artikel ini akan memberikan informasi kegunaan gelombang ultrasonik dalam bidang teknik sipil.
Dalam forensik struktur, sering dijumpai kecacatan atau kegagalan pada material benda uji. Kecacatan tersebut terjadi karena beberapa faktor, yaitu sumber daya manusia yang kurang ahli, sarana dan prasarana yang kurang mendukung, atau pembebanan yang diluar perhitungan. Untuk mengetahui suatu kecacatan, terdapat metode yang sering digunakan berupa Destructive Test, yakni data kekuatan material diambil dari sampel benda uji. Namun, tes ini kurang efisien, karena harus ada kerusakan pada benda atau material yang di uji dan seringkali berbiaya tinggi. Perkembangan teknologi telah memunculkan metode berupa pengujian tidak merusak (Non Destructive Test, NDT), yang merupakan pengujian material untuk mengetahui tingkat kekuatannya tanpa merusak material tersebut.

Non Destructive Test (Ndt)
Pengujian NDT, saat ini telah banyak digunakan dalam dunia sipil. Salah satu metode dari NDT adalah penggunaan Ultrasonic Pulse Velocity (UPV), yang digunakan untuk memperkirakan kekuatan beton, mendeteksi adanya retak, melihat homogenitas beton, ketebalan pelat baja, cacat las, ketebalan cat, dan lain-lain. 
Prinsip metode UPV didasarkan pada kecepatan gelombang suara yang melintasi sebuah benda dengan bergantung kepada sifat elastis dan kepadatan benda tersebut. Adapun cara kerja UPV yaitu, transmiter (transduser pengirim) mengirimkan gelombang ultrasonik melewati benda dan ditangkap oleh receiver (transduser penerima) yang terletak sejauh L meter dari transmiter.
Alat UPV menampilkan nilai waktu yang diperlukan oleh gelombang untuk melalui benda, yang disebut travel time (Δt). Dengan demikian, kecepatan gelombang dapat dihitung dengan panjang lintasan gelombang dalam satuan meter (L) dibagi waktu tempuh dalam satuan detik (Δt).

Material Penghasil Gelombang Ultrasonik
Pada sistem elektronik, gelombang ultrasonik dapat dibangkitkan melalui kristal tipis yang bersifat piezoelektrik yang terbuat dari bahan alami kuarsa, garam rochelle, tourmaline atau bahan piezoelektrik buatan, misalnya: Barium Titanate, Lead Circonate-titanate, Lead Metaniobate. Bahan tersebut bersifat kapasitor atau komponen listrik yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik dengan tetapan atau konstanta dielektrik tertentu yang memiliki perbedaan muatan listrik dalam lapisannya.
Penggunaan gaya perubahan bentuk atau tegangan pada kristal asimetris akan menciptakan suatu tegangan listrik, fenomena ini disebut dengan efek piezoelektrik. Ketika transduser piezoelektrik berfungsi sebagai pemancar (transmitter), energi listrik diubah menjadi energi mekanis (efek piezoelektrik terbalik), dan ketika berfungsi sebagai penerima (receiver), energi mekanis diubah menjadi energi listrik (efek piezoelektrik). Untuk membangkitkan gelombang ultrasonik, bahan tersebut digetarkan oleh rangkaian osilator.
Pola radiasi yang dipancarkan melalui transduser yang berada didepannya bergantung kepada diameter transduser dan panjang gelombangnya, sehingga transduser yang sama dapat memiliki pola radiasi yang berbeda jika medium yang dilalui juga berlainan. Pola radiasi suatu transduser ultrasonik merupakan gabungan antara gelombang bidang datar (bergerak hanya ke satu arah) dan gelombang bola seperti ditunjukkan Gambar 2.

Prinsip Dasar Penggunaan Gelombang
Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran fisis atau bunyi menjadi besaran listrik dan juga sebaliknya. Cara kerja pada sensor ini adalah dengan cara pantulan suatu gelombang suara yang dapat digunakan untuk menafsirkan eksistensi atau jarak suatu benda menggunakan frekuensi tertentu. Sensor ini menggunakan gelombang ultrasonik (bunyi ultrasonik) dalam mendeteksi suatu jarak benda.

Gelombang ultrasonik dapat merambat melalui zat padat, cair dan gas. Reflektivitas bunyi ultrasonik pada permukaan zat padat hampir sama dengan reflektivitas bunyi ultrasonik pada permukaan zat cair. Cara kerja sensor ultrasonik adalah:

Pada sensor ultrasonik ini gelombang ultrasonik dibangkitkan melalui sebuah alat yang disebut dengan piezoelektrik dengan frekuensi tertentu. Piezoelektrik dapat menghasilkan gelombang ultrasonik (umumnya berfrekuensi 40 kHz) ketika sebuah osilator diterapkan pada benda tersebut.
Secara umum, alat ini akan menembakkan gelombang ultrasonik menuju suatu media/ target. Setelah gelombang menyentuh permukaan target, maka target akan memantulkan kembali gelombang tersebut. Gelombang pantulan dari target selanjutnya ditangkap oleh sensor.
Kemudian sensor akan menghitung selisih antara waktu pengiriman gelombang dan waktu gelombang pantul diterima. Ketika gelombang ultrasonik melewati media dengan sifat material yang berbeda, sebagian energi dari gelombang tersebut akan tersebar dari lintasan awal gelombang.
Misalnya, dengan adanya rongga, retak, atau partikel agregat yaitu bahan-bahan mineral tidak bergerak, misalnya pasir, debu, batu, kerikil, pecahan batu yang bercampur semen, kapur, atau bahan aspal untuk mengikat campuran tersebut dalam beton akan menyebarkan sebagian energi gelombang kompresi dari lintasan awal gelombang tersebut.
Tingkat penyebaran akan bertambah jika panjang gelombang yang merambat bernilai lebih kecil atau sama dengan ukuran bagian penyebarnya.
Saat gelombang ultrasonik merambat melalui media yang berbeda, contohnya couplant (sebagai media di antara transd user dengan benda uji) dan beton, maka pada batas couplant dan beton akan terjadi pantulan gelombang yang merambat dalam bentuk gelombang longitudinal (P-wave) dan gelombang geser (S-wave), yakni gelombang geser merambat tegak lurus lintasan, sedangkan gelombang longitudinal merambat sejajar lintasan sebagai gelombang yang pertama kali mencapai tranduser penerima.
Kemudian gelombang tersebut diubah menjadi sinyal elektronik oleh tranduser penerima, sehingga waktu tempuh gelombang dapat diukur.

Perambatan Gelombang Ultrasonik
Frekuensi gelombang suara yang dapat didengar oleh manusia memiliki batas maksimal 20.000 Hz. Adapun frekuensi gelombang suara yang lebih dari 20.000 Hz disebut gelombang ultrasonik. Gelombang ultrasonik dapat dihasilkan oleh bahan piezoelektrik yang jika dialiri oleh arus listrik akan menghasilkan getaran tertentu. Kecepatan transmisi gelombang ultrasonik yang melalui suatu material padat berhubungan dengan sifat elastisitas material tersebut. Gelombang ultrasonik yang ditransmisikan kepada suatu material, merupakan sebuah bentuk perpindahan energi. Pada material elastis isotropik tidak terhingga dan homogen maka kecepatan gelombangnya dinyatakan dalam persamaan berikut:

Uji NDT umumnya dilakukan untuk mengetahui keberadaan suatu cacat di dalam suatu material. Informasi tersebut dapat digunakan sebagai dasar pengambilan keputusan untuk pemotongan dan pembuangan bagian dari material tersebut atau peleburan kembali. Tetapi umumnya apabila sudah diketahui ada sesuatu yang cacat, maka perlu diketahui juga jenis kecacatannya. Untuk jenis cacat yang tidak berbahaya, bagian dari suatu material tidak perlu dibuang atau dilebur kembali. Misalnya, cacat volume seperti porositas atau inclusion dianggap tidak berbahaya dibandingkan dengan cacat bidang seperti retakan (cracklike).
Retakan yang ukurannya kecil tidak perlu dibuang, namun dapat dilakukan perlakuan mekanik atau pemanasan terhadap material untuk menghilangkan cacat kecil tersebut. Posisi retakan di dalam suatu material (sejajar dengan permukaan, tegak lurus terhadap permukaan atau miring) juga merupakan informasi yang penting dalam perlakuan material yang sedang diperiksa. Jadi secara umum dapat dikatakan bahwa dengan NDT, dapat diketahui cacat serta jenis, ukuran dan orientasi dari cacat tersebut di dalam suatu material. Pada NDT, gelombang ultrasonik dipancarkan ke dalam suatu material oleh transduser/probe.
Gelombang tersebut dapat berupa gelombang longitudinal, transversal ataupun gelombang permukaan (Rayleigh wave), tergantung jenis transduser yang digunakan. Bila ada cacat pada permukaan atau di dalam suatu material, akan terjadi interaksi antara berkas gelombang ultrasonik dan cacat tersebut yang dapat berupa pantulan atau difraksi, sebagaimana pada Gambar 5.

Untuk cacat yang tegak lurus terhadap berkas gelombang, sinyal yang dihasilkan oleh transduser penerima berasal dari pantulan cacat yang amplitudonya sebanding dengan ukuran cacat. Dengan demikian, besarnya ukuran cacat dapat diperkirakan menggunakan analisis amplitude. Bila posisi cacat miring terhadap berkas gelombang, sinyal yang diperoleh berasal dari difraksi pada kedua tepi cacat, sehingga ukuran cacat tidak dapat ditentukan dari amplitudenya melainkan dari selang waktu antara kedua sinyal difraksi tersebut.
Dengan melakukan beberapa pengukuran menggunakan analisis waktu, ukuran, dan kemiringan, maka cacat dapat ditentukan. Akan tetapi, bila cacatnya juga kecil sedemikian rupa sehingga kedua sinyal difraksinya saling tumpang tindih, maka dalam hal ini analisis waktu tidak dapat digunakan. Demikian juga, bila terdapat derau yang cukup besar sehingga sinyalnya terbenam dalam derau. Kedua masalah ini dapat ditanggulangi dengan metoda-metoda yang menggunakan analisis frekuensi.
Pada keadaan tertentu seperti orientasi dari cacat telah diketahui, ukuran cacat dapat ditentukan dengan analisis amplitude, misalnya menggunakan cacat acuan flat bottom hole pada blok acuan (reference block). Cara ini dilakukan dengan membandingkan amplitude sinyal pantulan cacat terhadap amplitude sinyal pantulan cacat referensi yang telah diketahui besarnya. Dari perbandingan kedua amplitude ini dapat diperkirakan besarnya cacat yang sedang dideteksi. Tetapi cara ini hanya berhasil dengan baik bila material yang sedang diperiksa sama dengan material dari blok acuan.
Hal ini disebabkan karena material yang berbeda mempunyai atenuasi yang berbeda pula yang akan mempengaruhi amplitude sinyal yang diterima. Selain itu meskipun materialnya sama, bila jarak cacat dari permukaan berbeda dengan jarak cacat buatan pada blok acuan, maka hasil pemeriksaan dengan cara ini tidak teliti. Hasil yang teliti baru bisa diperoleh bila tersedia cukup banyak blok-blok acuan dengan berbagai ukuran cacat dan berbagai kedalaman cacat.
Pengukuran ukuran cacat yang lebih teliti dapat dilakukan dengan menggunakan diagram Distance Gains Scale. Cara ini bisa digunakan untuk material apa saja dan jarak cacat berapa saja sehingga dapat mengatasi beberapa kekurangan dari metode blok referensi. Diagram DGS itu sendiri berupa grafik dua dimens i dengan sebuah parameter.
Ordinatnya menunjukkan amplitude sinyal yang biasanya dinyatakan dengan satuan dB, yaitu besarnya penguatan (gain) yang ada pada ultrasonic Flaw Detector. Di sini juga dilakukan perbandingan antara amplitude pantulan cacat dan amplitude pantulan dari dinding bagian belakang dari material (back wall echo). Absisnya menunjukkan jarak cacat yang dinyatakan dengan jarak dekat (near zone) dari transduser sedangkan parameternya menujukkan ukuran cacat yang dinyatakan dengan diameter transduser.
Oleh karena itu diagram DGS ini baru dapat digunakan bila frekuensi tranduser dan diameternya diketahui. Jadi setiap transduser ultrasonik memiliki DGS tersendiri. Kedua metoda konvensional tersebut hanya bisa dilakukan bila orientasi dari cacat telah diketahui. Yang paling mudah adalah bila cacatnya sejajar dengan permukaan dimana dapat digunakan tranduser longitudinal (straight beam probe).
Bila kemiringan memiliki nilai tertentu (45o, 60o atau 75o), maka dapat digunakan transduser transversal (single beam probe). Untuk cacat dengan kemiringan sembarang harus digunakan universal angle beam probe, yaitu transduser yang sudut pembiasannya (refraction angle) dapat diubah-ubah besaPenggunaan Gelombang Ultrasonik Dalam Dunia Sipil
Mengingat perilaku gelombang ultrasonik di atas, maka gelombang tersebut telah banyak digunakan dalam pengujian NDTdi dunia konstruksi sipil, seperti:
1. Cacat pada beton (kedalaman retak, keropos, mutu),
2. Cacat pada baja (retak, keropos, slag),3. Ketebalan profil baja,4. Ketebalan cat,
5. Pengujian cacat las,
6. Pengujian keutuhan pondasi bore pile
Posisi probe pada pengujian kualitas beton pada umumnya ada 3 (tiga) sebagaimana pada gambar berikut.

1. Uji Kerapatan Beton
Prinsip kerja pengukuran menggunakan metode UPV didasarkan pada durasi/waktu tempuh (transit time) yang dibutuhkan oleh perambahan gelombang suara di dalam material beton.
Bila di dalam suatu bahan padat terdapat cacat atau rongga, maka gelombang tersebut akan merambat melalui daerah sekitar yang tidak cacat (masih utuh), sehingga waktu tempuh yang dibutuhkan akan lebih lama dibandingkan dengan waktu tempuh gelombang pada bahan yang utuh/padat (tanpa cacat) sehubungan dengan jarak tempuh gelombang menjadi lebih jauh.
Sedangkan untuk menentukan mutu beton, dapat dilakukan dengan mengukur besarnya kecepatan pulsa yang melewati suatu panjang lintasan (panjang) beton. Pada suatu lintasan yang jaraknya sama/tetap, semakin kecil waktu tempuh yang diperlukan, maka semakin besar/ tinggi kecepatan rambat gelombangnya dan ini berarti semakin baik kondisi/ kualitas betonnya (padat).
Begitu pula sebaliknya, semakin lama/besar waktu tempuh rambatan gelombangnya dari transmiter ke receiver, dan ini berarti semakin kurang baik kualitas betonnya (tidak padat/ poros/banyak porinya).
Untuk melihat secara umum, termasuk kategori yang mana kondisi beton dari hasil pengujian UPV yang dilakukan pada 10 titik lokasi uji, maka sebelumnya perlu diketahui tabel kondisi umum kualitas beton berdasarkan uji UPV seperti yang tercantum dalam ACI- 1989 di bawah ini:

Tata cara pengambilan data cepat rambat dengan UPV Test diatur dalam ASTM C597 Standard Test Method for Pulse Velocity Through Concrete, sedangkan interpretasi hasil pengukuran cepat rambat terhadap mutu beton diatur berdasarkan ACI 228.1R-03 In-Place Methods to Estimate Concrete Strength, khususnya pasal 2.6 mengenai UPV. Dalam pasal tersebut dikatakan bahwa hubungan antara kuat tekan dan cepat rambat adalah nonlinear dan hubungan yang sesungguhnya antara kedua hal ini sangat bergantung kepada campuran beton itu sendiri.
Berarti hubungan antara kuat tekan beton dan cepat rambat dari masing-masing campuran beton kemungkinan tidak sama. Gambar 4 merupakan contoh yang diberikan oleh ACI 228.1R-03 untuk korelasi antara kuat tekan beton dengan cepat rambat.

 Teori Cepat Rambat Vs Kerapatan Material
Metode ultrasonic pulse velocity test bekerja berdasarkan pengukuran kecepatan gelombang ultrasonik dari saat dikirim hingga diterima kembali oleh alat tersebut. Hasil ultrasonic pulse velocity test dapat digunakan untuk melihat seberapa bagus kualitas dari suatu beton. Semakin cepat gelombang ultrasonik yang diterima kembali setelah dikirim, maka semakin bagus juga kualitas beton tersebut.

2. Uji Keretakan Beton
Untuk estimasi kedalaman keretakan, metode yang digunakan adalah indirect method yang diukur waktu perambatan gelombang dari transmiter ke receiver pada satu bidang permukaan. Dalam metode ini dilakukan 2 (dua) kali pengukuran rambatan gelombang. Pertama, transmiter dan receiver diletakan berseberangan dalam satu bidang permukaan dengan jarak yang sama dari garis keretakan permukaan, yaitu pada jarak X1. Kedua pada jarak X2, ilustrasi pengukuran terlihat seperti pada gambar berikut:

3. Uji Mutu Pada Pekerjaan Baja
Banyaknya kegunaan dari logam, khususnya bahan baja, mengakibatkan bertambah banyaknya permintaan terhadap pembuatan konstruksi baja dan semakin bertambah perusahaan yang berdiri dalam bidang konstruksi baja di seluruh dunia. Tingkat persaingan dan permintaan konsumen yang semakin besar terhadap kualitas baja mengakibatkan perusahaan harus meningkatkan kualitas dari produknya.
Kualitas merupakan hal yang penting dalam kegiatan produksi. Untuk itu, kini tersedia banyak metode yang digunakan dalam pengendalian kualitas. Selain itu kini terdapat banyak teknologi yang bermunculan untuk mengantisipasi kerusakan-kerusakan baik bersifat sementara maupun permanen.
H-beam merupakan gabungan besi baja berupa plat (flat) berbentuk H yang disatukan dengan proses pengelasan yang fungsi utamanya untuk mendukung bangunan beserta fasilitas operasionalnya.
Kerusakan (defect) seringkali muncul ketika baja tersebut sudah terpasang atau sudah beroperasi. Kerusakan dapat menyebabkan kerugian yang sangat besar bagi perusahaan dan dapat mengancam keselamatan para pekerja. Getaran-getaran yang kuat yang berasal dari mesin-mesin besar dapat memicu keretakan. Pada dasarnya keretakan yang terjadi akibat pengelasan dan tidak dapat dilihat dari luar dan tidak bisa diprediksi, terkadang visual check tidak dapat memastikan sepenuhnya bahwa H-beam yang dilas itu tidak terjadi keretakan (defect cracks). Oleh karena itu, harus dilakukan pencegahan atau pengeindentifikasian terhadap faktor-faktor kerusakan untuk mengetahui keretakan yang mungkin terjadi.
Inspeksi ultrasonik menggunakan beberapa peralatan seperti: (1) Generator sebagai alat yang menghasilkan sinyal elektronik yang mengeluarkan semburan tegangan listrik bolak-balik; (2) Couplant, zat penghantar gelombang getaran ultrasonik ke benda uji dan sebaliknya; (3) Piranti (osiloskop) untuk menampilkan atau mengindentifikasikan rekaman output dari benda uji berupa karta atau cetakan komputer; dan (4) Transduser sebagai perangkat yang mengubah energi dari satu bentuk kebentuk lain. Frekuensi yang digunakan pada pengujian ketebalan baja berkisar 2 MHz, bergantung pada kemampuan alat yang digunakan dalam pengukuran ketebalan pelat.

Dengan prinsip yang sama pada pengujian ketebalan baja, maka gelombang ultrasonik bisa mengukur ketebalan cat (atau galvanis) ataupun cacat las.
Contoh-contoh pelaksanaan pengujian dapat dilihat pada gambar berikut.

4. Uji Ketebalan Pipa Reaktor Nuklir
Pipa merupakan aset yang penting pada pengoperasian reaktor, yaitu sebagai komponen dalam sistem penyaluran air pendingin reaktor. Pipa yang mengalami kegagalan akan menyebabkan kerugian yang besar bagi semua pihak yang terkait pengoperasian reaktor tersebut. Oleh karena itu, analisis terhadap ketebalan pipa tersebut sangat dibutuhkan untuk menghindari terjadinya kegagalan pipa pada saat beroperasi. Dengan diketahui laju penipisan pipa dan ketebalan minimum pipa, umur pipa dapat diprediksi dalam pemantauan aspek penuaan pipa.
Pemeriksaan tebal bahan atau adanya cacat dalam bahan dengan gelombang ultrasonik dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu: teknik resonans, teknik transmisi, dan teknik gema. Dari ketiga teknik tersebut, teknik gema kontak langsung yang menggunakan ultrasonic thickness gauge dengan prinsip pencatatan waktu tempuh transmiter benda-receiver, merupakan metode yang paling sering digunakan pada pemeriksaan di lapangan. Ilustrasi pengukuran ketebalan pipa dengan uji ultrasonik ditunjukkan pada Gambar 14 di bawah ini.

Perhitungan ketebalan pipa dapat dilakukan dengan memakai tekanan kepada pipa (P) dikalikan diameter nominl pipa (D) dibagi hasil 2 kali tegangan bahan (S).

5.Uji Mutu Bore Pile
Crosshole sonic logging (CSL) merupakan sebuah metode penentuan integritas struktural poros yang dibor dan tiang pancang beton lainnya. Metode tersebut dianggap lebih akurat daripada pengujian gema suara dalam menentukan tingkat kesehatan beton di dalam poros yang dibor di dalam sangkar tulangan.
Prinsip dasar pengujian tersebut adalah kecepatan pulsa ultrasonik yang melewati suatu beton bersifat proporsional dengan kerapatan beton tersebut. Dengan pengukuran waktu lintas (travel times) sebuah pulsa yang melintasi sebuah jarak yang telah diketahui, ukuran kerapatan, dan dengan demikian kualitas beton tersebut dapat ditentukan. Metode ini tidak memberikan jenis kerusakan yang tepat, tetapi hanya member ikan informasi keberadaan kerusakan.

Jumlah tabung suara meningkat terhadap penambahan ukuran pile. Gambar 16 memperlihatkan jumlah tabung suara untuk berbagai rentang ukuran pile. Juga, untuk rangkaian pengujian tersebut.

Uji integritas pada pondasi bored pile dapat dilakukan dengan metode CSL, dengan mengacu pada ASTM D6760

6. Penggunaan Gelombang Ultrasonik Pada Disiplin Ilmu Lain
Beberapa kegunaan uji tidak merusak yang menggunakan gelombang ultrasonik pada disiplin ilmu lain adalah sebagai berikut:

  • Kedokteran (pemeriksaan kehamilan, ginjal, hati, kacamata bagi tuna netra, menghilangkan plak gigi, dan terapi persendian dan otot);
  • Maritim (kedalaman laut dan objek bawah laut);
  • Kimia (plastic welding, pembersihan peralatan medis);
  • Pertanian (homegenisasi susu, efek depresi pada hama, uji kematangan buah, pembunuh mikroba pembusuk makanan, dan ekstraksi rendeman);
  • Komunikasi hewan (kelelawar dan Lumba- lumba);Industri (termoplastik, pemotongan semua material dari keramik hingga produk makanan, pelepasan pigmen tanaman, kristalisasi, filtrasi, homogenisasi, emulsifikasi, ekstraksi), dan lain sebagainya.

Kelebihan Gelombang Ultrasonik
Penggunaan gelombang ultrasonik memiliki banyak kelebihan, diantaranya:

  • Dapat melakukan pemeriksaan dari satu sisi.
  • Dapat mendeteksi dan menentukan letak serta ukuran internal discontinuities pada material- material logam dan non logam.
  • Terdiri dari peralatan yang portabel dan ringan.
  • Tidak akan menimbulkan terjadinya bahaya radiasi.
  • Dapat digunakan dalam memeriksa benda yang panjang dan tebal.
  • Dibekali juga dengan scanning yang memiliki tingkat kecepatan yang tinggi.

Kekurangan Gelombang Ultrasonik
Penggunaan gelombang ultrasonik tidak terlepas dari kekurangan, diantaranya:

  • Memerlukan seorang operator yang sudah terlatih dan terampil, serta harus dilaksanakan dengan hatihati dan penuh dengan konsentrasi.
  • Dengan adanya diskontinuitas yang letaknya sejajar dengan gelombang suara sehingga tidak dapat melakukan pendeteksian.
  • Perlu adanya couplant yang dimana material tersebut biasanya berupa cairan yang digunakan untuk media transmisi yang berasal dari energi ultrasonik berasal dari ke tes specimen atau bisa juga material uji.
  • Dapat terjadi non relevant indications akibat adanya bentuk komponen, cacat-cacat yang membentuk sudut serta adanya pantulan.
  • Tidak dapat digunakan dalam pemeriksaan material yang memiliki ketebalan kurang dari 5 mm dikarenakan adanya dead zone. Dead zone ini merupakan daerah yang terlihat pada layar didekat pulsa awal dan biasanya terdapat banyak gelombang yang telah dipengaruhi dengan adanya getaran yang ikut masuk kedalam benda kerja tersebut, sehingga diskontinuiti tidak dapat terdeteksi oleh probe.
  • Jika terdapat benda dengan permukaan yang kasar, memiliki bentuk yang tidak beraturan, ukurannya kecil dan tipis, serta tidak memiliki homogen, maka sangat sulit untuk dilakukan pengujian.
  • Jika diskontinuiti sangat dekat dengan permukaan maka akan sulit untuk dilakukan pendeteksian.

Penutup
Berdasarkan studi terhadap beberapa hasil penelitian terkait energi gelombang ultrasonik (UPV), dapat disimpulkan sebagai berikut:

  1. Pemanfaatan gelombang ultrasonik di bidang teknik sipil sangat luas. Metode ultrasonik sangat tepat digunakan dalam penentuan kecacatan beton, laminasi baja, dan sebagainya. Metode ini lebih cepat, efisien, dan menarik dibanding metode konvensional.
  2. Metode ultrasonik pulsa gema memiliki potensi yang besar untuk digunakan dalam menentukan modulus elastisitas pada material logam-logam lainnya, galat dari modulus elastisitas hasil pengujian ultrasonik ditentukan oleh frekuensi dan diameter probe yang menghasilkan tingkat atenuasi serta daerah nearfieldyang berbeda.

Adapun saran-saran berdasarkan studi hasil penelitian, sebagai berikut :

  1. Perlu diperhatikan kestabilan transduser serta jumlah cairan couplant saat melakukan pengujian UPV.
  2. Penajaman ketelitian dalam pembacaan travel time pada alat UPV agar hasil pembacaan mendapatkan data yang valid untuk menghindari kesalahan data.
  3. Perlunya penggunaan keseragaman vaselin agar hasil pembacaan travel time mempunyai nilai deviasi yang tidak terlalu jauh.

 Sumber : BINEKA, Vol. 2 Edisi Oktober 2021