Pengujian Arus Eddi Dijelaskan: 5 Wawasan Kunci untuk Inspeksi Logam yang Terpercaya
Hal yang Perlu Diketahui dan Faktor yang Perlu Dipertimbangkan
Sebagai perusahaan yang melakukan banyak pekerjaan dengan logam khusus, Metal Cutting Corporation sering menggunakan pengujian arus eddy (ECT) untuk memeriksa material untuk cacat seperti retakan atau rongga. Metode ini menggunakan induksi elektromagnetik untuk mendeteksi dan mengkarakterisasi cacat pada permukaan atau sub-permukaan material konduktif, termasuk logam. Selain mendeteksi cacat, prosedur pengujian arus eddy dapat digunakan untuk mengukur ketebalan dan konduktivitas.
Di bawah ini adalah 5 hal menarik yang perlu diketahui tentang pengujian arus eddy.
Pengujian Arus Eddy adalah Pengujian Non-Desktruktif
Pengujian arus eddy adalah metode penting dari pengujian non-desktruktif (NDT) — salah satu teknik yang digunakan dalam ilmu dan industri untuk melakukan inspeksi dan pengukuran untuk memastikan bahwa:
- Komponen dan sistem struktural berfungsi dengan andal, aman, dan hemat biaya
- Pengujian itu sendiri dilakukan dengan cara yang tidak merusak bagian atau material, dan tidak mempengaruhi penggunaan serta fungsinya di masa depan
Sebenarnya, ada berbagai teknik NDT, dengan yang baru terus dikembangkan. Metode paling dasar adalah pemeriksaan visual, yang dapat berarti hanya melihat bagian untuk ketidaksempurnaan permukaan yang terlihat atau menggunakan sistem optik terkontrol komputer untuk mendeteksi dan mengukur fitur komponen.
Beberapa teknologi yang digunakan dalam NDT sudah familiar karena juga digunakan dalam medis, seperti radiografi (RT), yang menggunakan radiasi gamma atau sinar X untuk mencari cacat atau melihat fitur internal. Contoh lain adalah pengujian ultrasonik (UT), menggunakan gelombang suara frekuensi tinggi untuk mendeteksi ketidaksempurnaan atau perubahan properti material.
Pengujian partikel magnetik (MT) menggunakan medan magnet dalam material ferromagnetis dan debu partikel besi untuk menghasilkan indikator terlihat cacat permukaan. Pengujian kebocoran (LT) menemukan kebocoran pada bagian tekanan dengan menggunakan berbagai metode mulai dari perangkat pendengaran elektronik hingga manometer tekanan, hingga tes gelembung sabun sederhana.
Metode lain adalah pengujian emisi akustik (AE), yang menemukan ketidaksempurnaan dengan mendeteksi ledakan energi akustik. Kami sering menemui pengujian kebocoran helium, yang menggunakan elemen kedua terangat untuk menemukan jalur kebocoran, dengan atau tanpa penggunaan pengujian penetran (PT), yang menggunakan pewarna terlihat atau fluoresen.
Dalam pengujian arus eddy — teknik NDT yang kami fokuskan di Metal Cutting — arus listrik (arus eddy) dihasilkan dalam material konduktif dengan memberinya medan magnet yang melebar dan runtuh. Kekuatan arus eddy ini dapat diukur; cacat atau perubahan dalam material menyebabkan gangguan dalam aliran arus, memperingatkan kami tentang masalah dalam material atau bagian yang diuji.
Sangat Penting dalam Kehidupan Sehari-hari
Meskipun tidak semua orang telah mendengar tentang pengujian arus eddy dan NDT, metode ini menyentuh semua aspek kehidupan kita, bahkan mungkin setiap hari. Itu karena teknik ini digunakan dalam berbagai macam industri — terlepas dari industri di mana kegagalan komponen dapat menyebabkan kerusakan dan kerugian yang merusak.
Misalnya, pengujian arus eddy digunakan untuk memeriksa tabung dan struktur lain untuk aplikasi seperti pipa minyak dan gas, reaktor nuklir, manufaktur kimia, dan sistem air kota. Peralatan pengujian arus eddy portabel digunakan untuk inspeksi di lapangan, seperti mencari retakan di jembatan dan komponen pesawat dari sayap hingga landas roda. Itu membuat ECT, serta metode NDT lainnya, sangat penting untuk keselamatan publik — memainkan peran dalam membantu mencegah peristiwa meluas seperti pecahan pipa, runtuhnya jembatan, dan kecelakaan pesawat.
Bahkan dalam dunia bagian kecil, seperti komponen logam yang kami produksi di Metal Cutting, pengujian arus eddy memiliki dampak pada keselamatan, dengan cara yang kurang terlihat namun masih sangat penting. Misalnya, kami menggunakan metode ini untuk memeriksa seal kaca ke logam pada bagian untuk kacamata malam yang akhirnya digunakan oleh personel militer, yang mungkin memerlukannya lama setelah manufaktur dan jauh dari rumah.
Ada Berbagai Probe untuk Berbagai Mode
Peralatan pengujian arus eddy termasuk probe uji, yang tersedia dalam berbagai bentuk, ukuran, dan konfigurasi. Probe ini juga memiliki berbagai mode operasi, tergantung pada cara coil uji dihubungkan dan bagaimana mereka berinteraksi dengan sampel uji.
Misalnya, probe pengukuran absolut menggunakan satu coil untuk menghasilkan arus eddy, mendeteksi perubahan dalam medan arus, dan memberikan bacaan dari satu titik pada sampel uji. Probe diferensial menggunakan dua coil untuk memberikan dasar perbandingan untuk mendeteksi cacat, bahkan dalam material yang mungkin memiliki ketidakkonsistenan; ketika satu coil di atas cacat dan yang lain di atas material baik, sinyal diferensial dihasilkan. Ada juga mode probe refleksi dan hibrid.
Arus bolak-balik (AC) dilewatkan melalui coil atau coil untuk membuat medan magnet yang melebar dan runtuh di sekitar coil. Ketika probe diposisikan di samping material konduktif — sampel uji — medan magnet yang berubah inilah yang menghasilkan arus eddy dalam sampel. Melalui interaksi medan magnet coil dan arus eddy, kita dapat mengamati dan mengukur perubahan frekuensi, amplitudo, sensitivitas, impedansi, dan karakteristik lain yang menunjukkan keberadaan retakan, rongga, atau cacat lain dalam sampel uji.
Banyak Faktor Mempengaruhi Pengujian Arus Eddy
Selain pengaturan seperti frekuensi, amplitudo, sensitivitas, dan sebagainya, yang menyusun “resep” untuk pengujian arus eddy, ada faktor lain yang perlu dipertimbangkan — hal-hal yang dapat mempengaruhi aliran arus eddy, termasuk properti material atau bagian yang diuji. Beberapa bermanfaat sementara yang lain mungkin memerlukan penyesuaian pada pengaturan atau penggunaan teknik lain untuk mengkompensasi efeknya.
Jelas, konduktivitas listrik material yang diuji — atau apa yang dapat kita pikirkan sebagai kemampuan elektron mengalir dalam material — memiliki efek pada aliran arus eddy yang dihasilkannya, begitu juga dengan permeabilitas magnetik. Sementara pengukuran permeabilitas dapat berguna untuk mengurutkan material, properti ini dapat menimbulkan masalah. Misalnya, “kebisingan” yang disebutkan yang disebabkan oleh perubahan permeabilitas saat menguji las baja karbon membuat sulit untuk menggunakan pengujian arus eddy pada las baja karbon. Namun, masalah dapat diatasi dengan menggunakan saturasi magnetik, inspeksi multi-frekuensi, atau susunan coil diferensial.
Mengompor kebisingan — kebisingan ruang aktual adalah faktor fisik, lingkungan yang dapat memiliki dampak pada pengujian arus eddy. Namun, kebisingan sering dapat difilter, untuk menghasilkan sinyal yang lebih jelas. Ketika sampel uji adalah bagian dengan tepi atau perubahan geometri yang tajam, dapat ada yang disebut “efek tepi” pada arus eddy; menempatkan dan menyeimbangkan probe di dekat tepi dan meminda pada jarak tersebut dapat menghindari efek ini. Demikian pula, sampel dengan geometri kompleks dapat menciptakan sinyal palsu, yang disebabkan oleh perubahan geometri daripada cacat dalam material itu sendiri.
Pertimbangan penting lain adalah faktor pengisian coil, yang digunakan untuk menetapkan seberapa banyak ruang tabung atau tongkat yang diperiksa harus ditempati di dalam coil inspeksi. Dengan menentukan toleransi yang benar antara coil dan sampel uji, Anda dapat memastikan sampel akan dapat bergerak bebas selama pemindaian sambil juga memastikan coil cukup dekat dengan sampel untuk menghasilkan arus eddy dan melakukan inspeksi dengan benar.
Frekuensi AC yang melewati coil pengujian arus eddy mempengaruhi kedalaman penetrasi medan arus eddy dalam material uji; dengan kedalaman yang lebih dalam ke dalam material, intensitas aliran arus eddy semakin menurun. Kedalaman retakan tidak dapat diukur dengan akurat dengan menggunakan pengujian arus eddy, dan metode ini juga tidak akan mendeteksi cacat seperti laminasi, yang sejajar dengan aliran arus eddy. Namun, retakan, ketiadaan las yang meleleh, dan diskontinuitas datar lain yang tegak lurus terhadap aliran arus eddy akan terdeteksi.
Metal Cutting Ahli dalam ECT
Di sini di Metal Cutting, kami sering menggunakan prosedur pengujian arus eddy untuk memeriksa tongkat tungsten dan molibdenum serta bagian logam lain untuk masalah potensial seperti retakan, goresan, dan pecahan. Kami juga menggunakan ECT untuk mencari cacat permukaan pada tongkat bulat, pita datar, dan tabung kapiler yang digunakan dalam seal kaca ke logam. (Anda dapat membaca lebih lanjut tentang itu di blog kami Problems with the Glass to Metal Seal in Electronics.)
Apakah kami telah membeli material atas nama pelanggan atau pelanggan telah menyediakan material untuk kami proses, kami berbicara dengan vendor atau pelanggan untuk mengetahui pengaturan yang mereka gunakan pada peralatan pengujian arus eddy mereka. Ini memungkinkan kami untuk menciptakan resep bersama yang sukses untuk ECT, menyesuaikan pengaturan sesuai kebutuhan, menggunakan pengukuran absolut atau diferensial, dan memilih dari berbagai ukuran coil dan opsi tooling. Untuk melewati tongkat melalui coil ECT, kami juga memperhatikan faktor pengisian dan menggunakan bushing untuk menempatkan tongkat sehingga berada di tengah coil tetapi tidak pernah menyentuh coil.
Selain itu, kami sering mencari sampel referensi sebagai dasar perbandingan — terutama saat kami memeriksa cacat internal, yang tidak dapat terlihat. Sampel referensi memungkinkan kami untuk memeriksa apakah kami mungkin akan menemukan cacat yang akan kami cari dengan menggunakan pengaturan ECT yang telah kami tetapkan. Dengan menggunakan sampel dengan cacat yang diketahui, kami dapat menyesuaikan pengaturan peralatan kami sesuai kebutuhan untuk menemukan cacat spesifik, terverifikasi itu.
Sulit untuk menemukan sampel referensi yang baik. Bagaimanapun, Anda tidak ingin memotong sampel untuk memverifikasi cacat internal dan dengan itu menghancurkan sampel untuk penggunaan ECT di masa depan. Namun, kami dapat menggunakan sampel yang vendor atau pelanggan kami yakini memiliki cacat sub-permukaan berdasarkan pengujian mereka dan dikonfirmasi oleh inspeksi ECT gagal sebelumnya. Untuk cacat eksternal, kami dapat bekerja dengan vendor atau pelanggan untuk mencoba menciptakan cacat permukaan spesifik pada bagian, dan kemudian keduanya dapat menggunakannya sebagai sampel referensi kami.
