Teknologi Pemindaian Ultrasonik ABS Meningkatkan Keamanan dalam Inspeksi Lambung Kapal

Salah satu pasar yang ditargetkan oleh ABS Group untuk teknologi pemindaian ultrasonik untuk material komposit adalah industri reparasi kapal, dimana mereka dapat menilai kerusakan atau cacat yang tidak terlihat di permukaan. (Gambar:Getty Images)

Pembuat kapal tidak memiliki pilihan untuk menggunakan fiberglass ketika American Bureau of Shipping (ABS) nirlaba didirikan 160 tahun yang lalu untuk membantu melindungi kehidupan dan harta benda di laut. Untungnya, teknologi yang dapat membantu menjamin keselamatan kapal laut juga telah berkembang pesat pada saat itu, sebagian karena manusia telah menjadi spesies penjelajah luar angkasa.

ABS Group of Companies Inc. of Spring, TX, anak perusahaan ABS yang menyediakan solusi manajemen risiko dan memperluas layanan teknis kelautan ke kapal-kapal kecil seperti kapal pesiar dan perahu nelayan, kini telah menggunakan teknologi yang dikembangkan untuk memeriksa pelindung panas pada pesawat ruang angkasa Orion milik NASA dan menawarkannya untuk mengevaluasi lambung kapal laut yang dibuat dengan material komposit canggih.

Pemindaian ultrasonik mentah pada blok Avcoat, resin epoksi pada pelindung panas pesawat ruang angkasa Orion, menghasilkan sedikit informasi berguna (atas). Namun, pemrosesan sinyal ekstensif yang dikembangkan Aerospace Corporation untuk NASA mampu mendeteksi cacat seperti ikatan yang hilang dan “ciuman tidak terikat” – titik di mana permukaan bertemu tetapi tidak terikat satu sama lain (bawah). (Gambar:NASA)

Kapal yang panjangnya lebih dari 175 kaki memerlukan kekuatan lambung logam. Karena logam mudah menghantarkan suara, logam ini dapat diperiksa menggunakan pemindaian ultrasonik tradisional, yang mengirimkan suara berfrekuensi tinggi ke material dan mendeteksi kerusakan dengan menemukan ketidakteraturan pada gema yang dikembalikan ke perangkat. Kapal yang lebih kecil dapat menghemat bobot dengan lambung komposit, yang sering kali terbuat dari lapisan fiberglass, resin epoksi, atau serat karbon, namun bahan ini menyerap dan meredam suara, sehingga lebih sulit untuk dievaluasi dengan teknologi ultrasonik.

“Kami mengamati industri yang sudah lebih maju dalam kemampuannya mendeteksi cacat pada bahan bukan logam, dan industri dirgantara benar-benar memimpin sektor tersebut,” kata Nick Obando, Direktur Asset Integrity Management di ABS Group.

Penghematan berat yang dihasilkan oleh material komposit, serta inspeksi yang andal untuk memastikan keselamatan, merupakan salah satu prioritas tertinggi bagi NASA dan perancang pesawat ruang angkasa lainnya. Jadi, ketika badan antariksa memilih metode konstruksi baru untuk pelindung panas modul Orion, para insinyurnya memerlukan teknik inspeksi yang dapat membantu menjamin integritasnya. Mereka akhirnya beralih ke perusahaan penelitian dan pengembangan nirlaba Aerospace Corporation untuk menciptakan teknologi ultrasonik baru untuk memeriksa komposit — teknologi yang ternyata juga sesuai dengan kebutuhan ABS Group dan kliennya yang lebih kecil dan ringan.

Salah satu pasar potensial untuk inspeksi material komposit adalah di anjungan lepas pantai, di mana bejana tekan komposit yang rusak dapat menimbulkan bahaya, dan material komposit dapat memperbaiki pipa dan struktur bagian atas dengan lebih baik jika ada cara untuk menguji integritasnya. (Gambar:Getty Images)

Orion adalah pesawat ruang angkasa yang akan membawa astronot ke Bulan dan kembali dalam misi Artemis NASA di tahun-tahun mendatang. Perisai panasnya akan melindunginya saat kembali, saat ia melintasi atmosfer bumi dan menghasilkan suhu hingga 5.000 °F. Perisai ini awalnya dibuat dengan menyuntikkan Avcoat, resin epoksi ringan yang sebelumnya digunakan untuk pelindung panas kapsul Apollo, ke dalam sel struktur sarang lebah. Namun, ketika perisai uji dibuat, retakan terbentuk di beberapa lapisan, sehingga NASA dan kontraktor Lockheed Martin memutuskan untuk merekatkan balok Avcoat langsung ke dasar perisai.

“Dengan melakukan hal tersebut, mereka menciptakan situasi di mana garis ikatan tersebut kini menjadi kritis,” kata William Prosser, Rekan Teknis untuk Evaluasi Nondestruktif di Pusat Teknik dan Keselamatan NASA di Pusat Penelitian Langley di Hampton, Virginia. “Dan mereka tidak memiliki cara yang baik untuk mengujinya karena kekuatan ikatannya lebih besar daripada kekuatan material Avcoat, sehingga mereka tidak dapat melakukan uji tarik seperti yang dilakukan pada ubin shuttle.”

Pusat Teknik dan Keselamatan memiliki jaringan para ahli yang melampaui NASA dan termasuk Shant Kenderian, Direktur Departemen Pemrosesan Material Aerospace Corporation dan Laboratorium Evaluasi Nondestruktif perusahaan.

Ketika Prosser menghubungi Kenderian pada tahun 2015, Aerospace Corporation sudah mencoba-coba teknologi yang berpotensi memecahkan masalah tersebut. Karyawan baru-baru ini, Toby Case, telah membawa teknologi pemindaian canggih yang ia kembangkan saat menjadi mahasiswa pascasarjana, dan tim tersebut mendemonstrasikan bahwa teknologi tersebut dapat melakukan pemeriksaan langsung pada sampel pelindung panas. “Tetapi untuk melakukan pemindaian besar-besaran pada skala produksi, itu memerlukan tingkat ketahanan yang sangat berbeda,” kata Kenderian.

Teknisi di Kennedy Space Center menyelesaikan penerapan blok Avcoat, resin epoksi ringan, pada pelindung panas modul kru Orion. Untuk memeriksa ikatan balok dengan perisai, NASA meminta bantuan Aerospace Corporation untuk mengembangkan sensor ultrasonik yang dapat mendeteksi cacat pada atau di bawah material meskipun material tersebut tahan terhadap suara. (Gambar:NASA)

Yang terjadi selanjutnya adalah dua tahun penyempurnaan teknik pemfokusan dan pemrosesan sinyal, dan bahkan perangkat kerasnya, hingga pengguna dapat memindai secara manual area material komposit yang luas dan mendapatkan gambaran yang jelas tentang kerusakan atau cacat apa pun di bawah permukaan. “Semua trik atau langkah pemrosesan sinyal yang kami terapkan, setiap langkah semakin memperkuat sinyal hingga menjadi jelas,” kata Kenderian. “Perkembangan sebesar itu semuanya terjadi berkat pendanaan dari NASA.”

Insinyur NASA dan Lockheed Martin juga terlibat dalam upaya ini, terutama ketika tiba waktunya untuk menguji dan memvalidasi teknologi tersebut. “Dan kemudian kami harus benar-benar menerjemahkannya ke dalam sistem yang dapat digunakan oleh para inspektur pada perangkat keras penerbangan sebenarnya di Kennedy Space Center,” kata Prosser. “Dan itu adalah aktivitas penting lainnya.”

Aerospace Corporation menerima paten atas teknik tersebut pada akhir tahun 2019, dan tidak lama kemudian ABS Group datang dan melisensikan teknologi tersebut pada awal tahun 2021 dan menjadikannya sebagai layanan komersial pada tahun berikutnya. “Jadi, sejauh yang saya tahu, kami adalah yang pertama menghadirkan kemampuan evaluasi yang sebenarnya melalui ketebalan komposit non-logam ini untuk industri maritim,” kata Obando.

Dia mengatakan perusahaan menargetkan tiga jenis pengguna utama:produsen dan pengecer, yang keduanya dapat menggunakan teknologi ini untuk jaminan kualitas, dan bengkel yang perlu menilai kerusakan atau cacat. “Ini berusaha melindungi semua pihak yang terlibat, dengan jaminan yang lebih baik tentang integritas aset selama fabrikasi dan pasca fabrikasi,” kata Obando. Produsen atau pengecer dapat menjamin kualitas dengan lebih baik, dan pelanggan dapat lebih percaya pada pembelian mereka. Dia juga mencatat bahwa perusahaan asuransi mungkin perlu melakukan pemeriksaan menyeluruh ini.

Namun dia mengatakan perusahaannya masih berupaya untuk menentukan ceruk lain yang bisa diisi dalam industri perahu dan seterusnya. “Kami sangat antusias dengan teknologi ini,” kata Obando. “Jadi, sekarang yang terpenting adalah menerjemahkan kegembiraan itu kepada klien kami dengan mengatakan, 'Hei, menurut kami ini bisa membantu Anda, bisakah Anda membantu menunjukkan di mana ada kasus penggunaan untuk hal ini di industri ini yang benar-benar kurang terlayani?'”

Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi di sini  .