1

MAGNETIC PARTICLE METHOD LEVEL- II

2

LESSON – 1

� Pengenalan

MPI merupakan suatu metoda ndt untuk menemukan cacat – cacat yang ada di permukaan dan Sub-permukaan pada material ferromagnetic.

3

LESSON – 1

� Pengenalan

Material Ferromagnetic Magnetisasi

iron powder di atas material Leakage Field

cacat permukaan dan sub-permukaan

4

PENGENALAN

Sketch :

5

LESSON – 1

� Pengenalan

Karena adanya Iron Powder dan Leakage Field :

� Lokasi cacat (Location)

� Ukuran cacat (Size)

� Bentuk cacat (Shape)

6

LESSON – 1

� Pengenalan

Iron powder : dry Particle atau wet particle

7

LESSON – 1

� Tujuan MPI� Mendapatkan gambar visual dari suatu indikasi pada permukaan suatu bahan (LSS)

� Menemukan cacat tanpa merusak material

� Pemisahan antara material yang acceptable dengan material unacceptable

8

LESSON – 1

� Aplikasi MPI� In – proses inspection

� Final Inspection

� Receiving Inspection

� Transportation industries (truck, crane,) : pemeriksaan pada bagian – bagian critical yang dapat terbentuknya crack.

9

PENGENALAN

Visual and magnetic test of crack originating at hole

Crack at attachment holes in hinge

Crack at attachment holes in hinge

10

LESSON – 1

� Keuntungan MPI� Sangat sensitive untuk cacat crack (semakin dekat dengan permukaan, maka cacat akan sangat jelas terlihat, begitu juga sebaliknya)

11

LESSON – 1

� Kekurangan MPI� Hanya untuk material ferromagnetic

� Diperlukan dua kali pemeriksaan, dengan arah medan magnet tegak lurus

� Demagnetisasi

� Postcleaning after testing and demagnetization

� Membutuhkan arus yang besar, untuk memeriksa bagian yang besar

� Pengujian partikel magnetis tidak akan mendeteksi cacat lebih dalam dai sekitar ¼ inch dibawah permukaan.

12

LESSON – 1

� Teori Magnetisasi� Kemampuan sebuah magnet untuk menarik atau menolak terkonsentrasi di area lokal yang disebut KUTUB MAGNET.

� Kutub Magnet sejenis akan TOLAK – MENOLAK

� Kutub Magnet tidak sejenis akan TARIK - MENARIK

13

LESSON – 1

� Teori Magnetisasi

� Lines of Force : Kekuatan (gaya) yang menarik bahan –bahan lain yang dapat menjadi magnet ke kutub magnet

Magnet akan dapat menarik suatu material, jika garis – garis gaya magnet masuk dan keluar dari material ke magnet

14

LESSON – 1

� Teori Magnetisasi

� Leakage Field : garis – garis gaya magnet yang meninggalkan bagian dan lewat melalui udara dari satu kutub ke kutub lain yang berlawanan

15

LESSON – 1

� Kaidah Tangan Kanan

� Untuk menemukan arah suatu medan magnet yang diinduksi dengan listrik : tempatkan ibu jari anda pada konduktor ke arah “aliran arus” dan jari anda kemudian akan menunjuk ke arah garis gaya. Suatu putaran medan magnet dihasilkan seperti sketsa di bawah ini.

16

LESSON – 1

� Material Magnet

� Jika objek ditempatkan pada medan magnet, gaya magnet akan masuk dan objek itu dikatakan menjadi magnet.

� Intensitas proses magnetisasi (pengisian magnet) tergantung pada susceptibility (kelemahan) bahan untuk menjadi magnet.

� Logam Diamagnetic : Tidak dapat di jadikan magnet

(Tembaga, Perak, emas, dll)

� Logam Paramagnetic : Sangat kecil daya magnetnya.

(Magnesium, Molibdenum,

Lithium)

� Logam Ferro-magnetic: Bisa dijadikan magnet, memiliki daya tarik yang kuat dan dapat mempertahankan daya magnetnya setelah medan magnet dilepas.

(Besi, Kobalt, Nikel)

17

LESSON – 1

� Kaidah Tangan Kanan

� Untuk menemukan arah suatu medan magnet yang diinduksi dengan listrik : tempatkan ibu jari anda pada konduktor ke arah “aliran arus” dan jari anda kemudian akan menunjuk ke arah garis gaya. Suatu putaran medan magnet dihasilkan seperti sketsa di bawah ini.

18

LESSON – 1

� Material Magnet

� Logam Ferromagnetic merupakan satu – satunya logam yang umumnya diperiksa dengan metode pengujian partikel magnetic

19

LESSON – 1

� Material Magnet

� Magnetic Flux : total jumlah garis gaya magnet yang ada di sirkuit magnetik.

� Flux density : ditujukan dalam satuan “GAUSS”

20

LESSON – 1

� Sifat – sifat Logam

� Permeability : kemudahan aliran magnet pada bahan yang diperiksa

� Reluctance : kebalikan dari Permeabilitas (bahan yang permeabilitas tinggi, Reluktansi rendah)

� Residual Magnetism : Jumlah daya tarik magnet yang tersisa tetap setelah kekuatan magnet dilepas.

� Retentivity : kemampuan bahan untuk menahan jumlah sisa magnet

� Coercive Force : Magnetisasi terbalik yang diperlukan untuk menghapus sisa magnet dari bahan.

21

LESSON – 2

� Tipe Magnetisasi

� Circular Magnetisasi : Medan magnet berupa melingkar yang diinduksikan ke dalam bahan

� Longitudinal Magnetization : Medan magnet berupa Longitudinal/memanjang yang diinduksikan ke dalam bahan.

� Circular Magnetization � Longitudinal Magnetization

22

LESSON – 2

� Circular Magnetization

� Medan magnet berupa melingkar yang diinduksikan ke dalam bahan

� Direct Induction : Head Shot ; Prods

� Indirect Induction : Central Conductor

Prod

Central Conductor

23

LESSON – 2

� Circular Magnetization

� Material bukan magnet : Garis – garis gaya tidak akan tinggal di dalam magnet.

� Material Ferromagnetic : Garis – garis gaya terbentuk di dalam material.

� Material bukan Magnet ( batang tembaga digunakan, medan magnet akan terbentuk melingkari batang

� Material Ferromagnetic

24

LESSON – 2

� Circular Magnetization

� Circular Magnetization akan mendeteksi cacat antara 45 dan 90 derajat terhadap garis – garis gaya.

Iron powder tidak akan tertarik/menempel pada benda bermagnet kecuali adanya leakage field

25

LESSON – 2

� Longitudinal Magnetization

� Medan magnet berupa longitudinal/memanjang diinduksi ke dalam spesimen

� Coil (solenoid)

� Yoke

� Coil (Solenoid)

� Yoke

26

LESSON – 2

� Cacat – cacat yang mana pada permukaan batang di sebelah kanan akan terdeteksi jika di inspeksi dengan coil dan head shot.

27

LESSON – 3

� Arus Listrik

� Alternating Current (AC) : banyak digunakan sebagai sumber untuk melakukan pengujian magnetis dan sangat baik mendeteksi discontinuities pada permukaan.

� Direct Current (DC) : satu phase AC dapat direktifikasi menjadi HWDC (halfwave alternating direct current) dan sangat baik mendeteksi discontinuities pada sub-permukaan.

28

LESSON – 3

� Hysteresis Loop

� Untuk mengetahui sifat – sifat magnet dari suatu material, dapat diketahui dengan menggunakan “Hysteresis Loop”.

� Hysteresis Loop menunjukkan hubungan antara flux magnetic (B) dengan magnetizing force (H).

29

LESSON – 3

Baja karbon tinggi/keras akan menghasilkan “Hysteresis Loop” yang lebar menandakan “High Retentivity” dan “High Residual Magnetism”.

Baja karbon rendah/lunak akan menghasilkan “Hysteresis Loop” yang sempit menandakan “Low Retentivity” dan “Low Residual Magnetism”.

30

LESSON – 4

� Direct current field distribution solid non-magnetic conductor

Medan magnet akan terdistribusi dari nol di pusat ke maksimum di permukaan solid konduktor material non - magnetic

31

LESSON – 4

� Direct current field distribution solid magnetic conductor

Medan magnet akan terdistribusi dari nol di pusat ke maksimum di permukaan solid konduktor material magnetic.

Oleh karena pemeabilitas baja, kekuatan medan besar di konduktor magnetis dibandingkan dengan konduktor nonmagnetis.

32

LESSON – 4

� Direct current field distribution Hollow non-magnetic conductor

Medan magnet akan terdistribusi dari nol di permukaan bagian dalam dan meningkat ke maksimum di permukaan luar solid konduktor material non-magnetic.

33

LESSON – 4

� Direct current field distribution Hollow magnetic conductor

Medan magnet akan terdistribusi dari nol di permukaan bagian dalam dan meningkat ke maksimum di permukaan luar solid konduktor material magnetic.

Oleh karena pemeabilitas baja, kekuatan medan besar di konduktor magnetis dibandingkan dengan konduktor nonmagnetis.

34

LESSON – 4

Karena kekuatan magnetisasi dari medan luar pusat konduktor, baik batang magnetic atau non magnetic dapat digunakan untuk pusat konduktor.

Tembaga sering direkomendasikan sebagai pusat konduktor sebab lebih sedikit panas karena konduktivitasnya lebih baik

35

LESSON – 4

� Alternating Current field distribution

DC menyediakan kondisi terbaik untuk menyediakan kondisi terbaik untuk melokalisasi cacat di bawah permukaan karena distribusi densitas fluksnya

36

LESSON – 4

� Sensitivity of methods

37

LESSON – 5

� Current Requirements

� Jumlah arus akan berbeda sesuai bentuk dan permeabilitas material yang diuji

� Terlalu besar arus akan membakar benda uji atau dapat menyebabkan akumulasi partikel besi

� Terlalu kecil arus tidak akan menyediakan kebocoran fluks yang cukup untuk menarik partikel besi

38

LESSON – 5

� Current Requirements Circular Magnetization

� Head Shot

� 800 – 1000 Ampere per inch ketebalan artikel atau diameter

� Central Conductor

� 800 – 1000 Ampere per inch ketebalan artikel atau diameter

39

LESSON – 5

� Current Requirements Circular Magnetization

� Prod

Prod spacing, inches

Section thickness, inches

Under ¾ inch ¾ inch and over

2 to 4 200 to 300 amperes 300 to 400 amperes

Over 4 to less than 6

300 to 400 amperes 400 to 600 amperes

6 to 8 400 to 600 amperes 600 to 800 amperes

40

LESSON – 5

� Current Requirements Longitudinal Magnetization

� Coil

� NI = 45,000

Rasio L/D

I = arus dalam ampere

N = Jumlah lilitan pada coil

L = panjang artikel

D = diameter atau tebal artikel

Asumsi :

� Bahan lebih besar dari 18 inch memerlukan lebih dari satu coil shot.

� Penampang bahan tidak lebih besar dari 1/10 dari area bukaan coil

� Bahan mempunyai rasio L/D antara 2 sampai 15

� Bahan ditempatkan di dinding dalam coil, bukan ditengah dimana densitas fluks adalah nol

41

LESSON – 5

� Demagnetisasi

� Medan sisa magnet bisa tidak diinginkan pada bahan dengan beberapa alasan :

� Mempengaruhi kompas magnet atau menimbulkan masalah pada instrument

� Pada alat berputar akan menarik partikel metal, menyebabkan pengausan berlebih

� Medan sisa dapat menyebabkan “ARC BLOW” yang membelokkan cairan metal selama operasi pengelasan DC.

42

LESSON – 5

� Demagnetisasi

� Menghilang sisa medan magnet dengan cara : “menkombinasikan satu metoda untuk membalikkan medan magnet dan mengurangi medan magnet secara berurutan.

43

LESSON – 6

� Peralatan MPI

� Hal pertimbangan dalam memilih peralatan untuk MPI

1. Apakah peralatan untuk metode basah atau kering ?

2. Persyaratan magnetisasi (AC atau DC)

3. Demagnetisasi – jadi satu atau unit terpisah?

4. Ampere yang diperlukan

5. Persyaratan voltase

6. Assesoris yang diperlukan

44

LESSON – 6

� Metode wet continuous field

� Aliran bath melalui nosel dan mengalir di atas permukaan benda

� Penghenti aliran bath

� Aplikasi arus sesaat aliran bath dihentikan

45

LESSON – 6

� Metode dry continuous field

� Alikan arus magnetisasi

� Dengan blower, taburkan serbuk partikel diatas area magnetisasi

� Dengan blower, bersihkan kelebihan serbuk

� Matikan arus magnetisasi

46

LESSON – 6

� Metode dry continuous field

� Alikan arus magnetisasi

� Dengan blower, taburkan serbuk partikel diatas area magnetisasi

� Dengan blower, bersihkan kelebihan serbuk

� Matikan arus magnetisasi

47

LESSON – 6

� Penetrasi garis – garis medan magnet tergantung pada permeabilitas material, jenis discontinuity dan jumlah dan jenis arus yang digunakan

GS CONSULTANT 48

MAGNETIC PARTICLE MEDIUM (MEDIA)

� Continuous method – aplikasi media, saat arus sedang mengalir

� Residual method – aplikasi media, setelah aliran arus dimatikan

� Dry method – aplikasi powder ditaburkan

� Wet method – aplikasi bath pada permukaan

GS CONSULTANT 49

TESTING MEDIUM(PARTIKEL)

� Permeabilitas – harus tinggi

� Retentivitas – harus rendah

� Ukuran – umumnya 100-mesh screen

� Bentuk – spherical

� Round smooth – mudah bergerak

� Long, slender, jagged – menempel dgn baik

� Wet method – magnetic oxides (iron)

� Warna – abu-abu, merah, hitam

GS CONSULTANT 50

SETTLING TEST

Untuk mengecek kekuatan bath (cairan)

� Aduk bath (cairan) sampai rata

� Isi 100cc contoh ke dalam centrifuge tube

� Didemagnetisasi – jika perlu (bila menggumpal)

� Diamkan 30 menit

� Baca dan catat

� Syarat – 1.5 sd 2.0 cc utk non-fluorescent dan 0.2 sd 0.4 cc utk fluorescent

� Atur – ditambah partikel atau cairan, jika perlu

GS CONSULTANT 51

SETTLING TEST

GS CONSULTANT 52

LESSON – 7

� Aplikasi MT

� Medium pengujian

� Persiapan permukaan

� Lokasi cacat

� Persyaratan demagnetisasi

� Aplikasi prosedur MT

GS CONSULTANT 53

MAGNETIC PARTICLE APPLICATIONS (APLIKASI)

� Residual method – media diaplikasikan setelah spesimen dimagnetisasi

� Continuous method – media diaplikasikan bersamaan dgn magnetisasi

� Circular magnetization procedures –menghindari arcing, area kontak harus bersih dan tekanannya sesuai

� Longitudinal magnetization procedures – coil harus tdk lebih besar dari spesimen (sesuai yg diperlukan)

GS CONSULTANT 54

MAGNETIC PARTICLE APPLICATIONS (APLIKASI)

� DC atau HWDC – utk mencari cacat di bawah permukaan (sub surface) spesimen

� AC – utk mencari cacat di permukaan spesimen

GS CONSULTANT 55

MEDIA PENGUJIAN

� Dry powder (serbuk) – digunakan utk pengujian las-lasan, jika Prod digunakan

� Aplikasi – ditaburkan ke permukaan, ketika arus magnetisasi mengalir (ON)

� Non-fluorescent (liquid) – dpt digunakan pd wet residual dan continuous

� Fluorescent (liquid) – dpt digunakan pd wet residual dan continuous

� Fluorescent – partikel dilapisi dgn fluorescent, berpendar di bawah UV

GS CONSULTANT 56

MEDIA PENGUJIAN

� Kekuatan bath (cairan) – dicek dgn settling test, sesuai spesifikasi pabrikan

� Permukaan spesimen – bersih dari lapisan, slag, cat, karat, pelumas atau material organis, yg dapat mengganggu hasil pengujian

� Lokasi cacat – dapat di permukaan atau di bawah permukaan spesimen

� Cacat – pd permukaan terlihat jelas, di bawah permukaan terlihat samar

GS CONSULTANT 57

PERSYARATAN DEMAGNETISASI

� Magnetisasi dua arah – circular diikuti dgn longitudinal pd satu spesimen

� Sisa medan magnet – sisa medan magnet circular akan hilang, jika medan magnet longitudinal kekuatannya sama atau lebih besar dari sisa magnet circular

� Field indicator – utk menentukan sisa medan magnet pd magnetisasi longitudinal

GS CONSULTANT 58

PERSYARATAN DEMAGNETISASI

� Spesimen besar – adanya pengaruh medan magnet bumi, atur spesimen pd posisi timur-barat dari sebelumnya utara-selatan

GS CONSULTANT 59

APLIKASI PROSEDUR MT

Magnetisasi spesimen silinder (pejal)

� Head shot – magnetisasi melingkar, utk mendeteksi cacat longitudinal

� Coil shot – magnetisasi memanjang, utk mendeteksi cacat melingkar

GS CONSULTANT 60

APLIKASI PROSEDUR MT

GS CONSULTANT 61

APLIKASI PROSEDUR MT

Magnetisasi pada roda gigi besar

� Head shot – magnetisasi melingkar, utk mendeteksi cacat yg tegak lurus dgn medan magnet melingkar

� Head shot – magnetisasi melingkar, sedikitnya 2x, pd posisi 0° dan 90°

GS CONSULTANT 62

APLIKASI PROSEDUR MT

GS CONSULTANT 63

APLIKASI PROSEDUR MT

Magnetisasi silinder pendek berlobang

� Head shot – magnetisasi melingkar, dgn central conductor, utk mendeteksi cacat yg memanjang

� Coil shot – magnetisasi memanjang, utk mendeteksi cacat melingkar (jika perlu)

GS CONSULTANT 64

APLIKASI PROSEDUR MT

GS CONSULTANT 65

APLIKASI PROSEDUR MT

Magnetisasi pipa

� Coil shot – magnetisasi memanjang, utk mendeteksi cacat melingkar (transverse), di dalam dan di luar pipa

� Head shot – magnetisasi melingkar, dgn central conductor, utk mendeteksi cacat memanjang, di dalam dan di luar pipa

GS CONSULTANT 66

APLIKASI PROSEDUR MT

GS CONSULTANT 67

APLIKASI PROSEDUR MT

Magnetisasi pd spesimen dgn bentuk tidak beraturan (flensa)

� Pada flensa – memerlukan central conductor dan dua kali head shot pada posisi 0° dan 90°

GS CONSULTANT 68

APLIKASI PROSEDUR MT

GS CONSULTANT 69

APLIKASI PROSEDUR MT

Magnetisasi las-lasan atau casting (tuangan)

� Prod – magnetisasi melingkar

� Yoke – magnetisasi memanjang

� Melilit spesimen dgn kabel – magnetisasi memanjang

GS CONSULTANT 70

APLIKASI PROSEDUR MT

Magnetisasi as (shaft)

� Melilit spesimen dgn kabel – magnetisasi memanjang, pada 2 posisi, cacat memanjang tdk dapat terdeteksi

GS CONSULTANT 71

LESSON – 8

� Klasifikasi cacat

� Perbedaan permeabilitas

GS CONSULTANT 72

KLASIFIKASI CACAT

� Surface indications (indikasi permukaan) – tajam, jelas, rapi, tipis

� Sub-sueface indications (indikasi di bawah permukaan – tidak jelas, hambur

� Non-relevant indications – bukan dari cacat, disebabkan constriction metal yg dilewati medan magnet

GS CONSULTANT 73

KLASIFIKASI CACAT

Non-relevant indication

� Excessive magneting current – arus berlebih

GS CONSULTANT 74

KLASIFIKASI CACAT

Non-relevant indication

� Over magnetization – magnetisasi berlebih

GS CONSULTANT 75

KLASIFIKASI CACAT

Non-relevant indication

� Excessive magnetization – magnetisasi berlebihan

GS CONSULTANT 76

KLASIFIKASI CACAT

Non-relevant indication

� Perubahan ketebalan yg besar

GS CONSULTANT 77

KLASIFIKASI CACAT

Non-relevant indication

� Perbedaan permeabilitas – pekerjaan dingin dpt merubah permeabilitas