Hardness tester portabel digunakan untuk mengukur kekerasan material secara langsung pada komponen di lapangan. Metode ini dapat membantu inspeksi pada komponen berukuran besar atau sulit dipindahkan, seperti pipa, bejana tekan, poros, roda gigi, dan berbagai komponen mesin.
Namun, hasil pengukuran tidak hanya dipengaruhi oleh instrumen dan metode pengujian. Kondisi permukaan serta karakteristik benda uji juga dapat memengaruhi hasil yang diperoleh. Karena metode seperti Leeb dan Ultrasonic Contact Impedance (UCI) melakukan pengukuran pada area permukaan yang kontak dengan alat, persiapan titik uji menjadi bagian penting dari prosedur pengujian.
ASTM A956/A956M untuk metode Leeb dan ASTM A1038 untuk metode UCI sama-sama memperlakukan hasil pengujian sebagai penentuan kondisi kekerasan pada permukaan yang diuji. ISO 16859 untuk Leeb juga mencakup persyaratan mengenai bentuk, ketebalan, massa, dan persiapan permukaan benda uji.
1. Kekasaran Permukaan (Surface Roughness)
Kekasaran permukaan merupakan salah satu kondisi yang perlu diperhatikan sebelum melakukan pengukuran menggunakan hardness tester portabel. Permukaan yang terlalu kasar, bergelombang, atau memiliki profil tidak seragam dapat memengaruhi kontak antara impact device atau indenter dengan benda uji.
Pada metode Leeb, kondisi permukaan dapat memengaruhi respons tumbukan dan pantulan impact body. Pada metode UCI, kualitas kontak antara indenter dan permukaan juga penting untuk memperoleh hasil yang stabil.
Karena itu, permukaan titik uji perlu dipersiapkan sesuai persyaratan metode dan instrumen yang digunakan. Penghalusan dapat dilakukan dengan pengamplasan atau grinding ringan apabila diperlukan, tetapi proses tersebut tidak boleh mengubah kondisi metalurgi material secara signifikan.
Jangan menggunakan satu nilai kekasaran seperti Ra sebagai batas universal untuk semua hardness tester portabel. Batas yang diperbolehkan harus mengikuti standar pengujian, jenis probe, dan spesifikasi instrumen yang digunakan.
2. Lapisan Cat, Oksida, dan Coating
Cat, karat, oksida, galvanisasi, coating, atau lapisan permukaan lainnya dapat memengaruhi hasil pengukuran apabila berada pada titik pengujian.
Lapisan tersebut dapat memiliki sifat mekanis yang berbeda dari material dasar. Ketebalan, kekerasan, adhesi, dan karakteristik lapisan dapat memengaruhi respons alat sehingga hasil pengukuran tidak selalu merepresentasikan kondisi material dasar secara andal.
Untuk pemeriksaan kekerasan material dasar, titik pengujian umumnya perlu dipersiapkan hingga kondisi permukaannya memenuhi persyaratan metode yang digunakan. Cat, karat lepas, kerak, atau lapisan lain yang mengganggu kontak harus dibersihkan.
Namun, penghilangan lapisan tidak boleh dilakukan secara sembarangan. Apabila lapisan permukaan merupakan bagian dari desain atau perlakuan material, prosedur inspeksi harus menentukan apakah pengujian dilakukan pada lapisan tersebut atau setelah lapisan dilepas.
3. Ketebalan, Massa, dan Kekakuan Benda Uji
Ketebalan dan kondisi mekanis benda uji perlu diperhatikan terutama pada pengujian menggunakan metode dinamis seperti Leeb. Benda uji yang terlalu tipis atau kurang memiliki dukungan dapat memberikan respons mekanis yang berbeda ketika menerima tumbukan.
Kondisi tersebut dapat menyebabkan sebagian respons pengujian dipengaruhi oleh gerakan atau deformasi benda uji, bukan hanya karakteristik material pada titik pengukuran.
Karena itu, sebelum melakukan pengujian, periksa apakah bentuk, ketebalan, massa, dan dukungan benda uji memenuhi persyaratan metode serta instrumen yang digunakan. ISO 16859-1 secara khusus memasukkan bentuk, ketebalan, massa, dan persiapan permukaan sebagai bagian dari persyaratan benda uji untuk pengujian Leeb.
Untuk komponen tipis atau geometri yang sulit, metode lain seperti UCI dapat menjadi pilihan apabila persyaratan metode tersebut terpenuhi. ASTM A1038-26 menyatakan bahwa UCI dapat digunakan pada komponen besar maupun kecil dan pada lokasi yang sulit diakses, tetapi hasilnya tetap merupakan penentuan kondisi permukaan pada lokasi yang diuji.
4. Kontaminasi Minyak, Grease, Debu, dan Partikel Lepas
Permukaan komponen industri sering terkontaminasi oleh minyak, grease, cairan pendingin, debu, atau partikel hasil proses produksi. Kontaminasi tersebut dapat mengganggu kontak antara alat dan benda uji.
Pada pengujian portabel, kontak yang tidak konsisten dapat menyebabkan hasil pengukuran menjadi lebih bervariasi. Karena itu, titik pengujian sebaiknya dibersihkan sebelum pengukuran dilakukan.
Gunakan metode pembersihan yang sesuai dengan material dan prosedur inspeksi. Setelah dibersihkan, pastikan tidak terdapat minyak, cairan, debu, atau partikel lepas yang dapat mengganggu kontak alat dengan permukaan.
Perlu diperhatikan bahwa penggunaan bahan pembersih juga harus disesuaikan dengan kondisi komponen. Tujuannya bukan sekadar membuat permukaan terlihat bersih, tetapi memastikan kondisi kontak pada titik pengujian sesuai dengan prosedur.
5. Kondisi Permukaan Akibat Machining, Grinding, dan Surface Treatment
Proses machining, grinding, polishing, shot peening, atau perlakuan permukaan lainnya dapat mengubah kondisi lapisan paling luar material.
Contohnya, proses pengerjaan dingin dapat menghasilkan work hardening pada lapisan permukaan. Sebaliknya, proses grinding dengan panas berlebih dapat menyebabkan perubahan lokal pada kondisi metalurgi permukaan.
Kondisi tersebut penting karena hardness tester portabel seperti Leeb dan UCI melakukan pengukuran pada area permukaan yang kontak dengan alat. ASTM A956/A956M-22 menyatakan bahwa pengukuran Leeb merupakan superficial determination, sedangkan ASTM A1038-26 juga menyatakan hal yang sama untuk UCI.
Oleh karena itu, apabila tujuan pengujian adalah mengetahui kondisi material dasar, permukaan yang baru mengalami machining atau grinding perlu dievaluasi terlebih dahulu. Bila diperlukan penghilangan lapisan permukaan, kedalaman penghilangan harus ditentukan berdasarkan prosedur inspeksi dan tidak boleh dilakukan secara sembarangan.
Bagaimana Menyiapkan Permukaan Sebelum Pengujian?
Sebelum menggunakan hardness tester portabel, lakukan pemeriksaan sederhana pada titik pengujian:
- Pastikan lokasi pengujian sesuai dengan area inspeksi yang telah ditentukan.
- Bersihkan cat, karat lepas, minyak, grease, debu, dan partikel lain yang mengganggu.
- Periksa apakah permukaan cukup rata dan memiliki kondisi yang sesuai dengan metode pengujian.
- Pastikan ketebalan, massa, bentuk, dan dukungan benda uji memenuhi persyaratan instrumen.
- Hindari permukaan yang baru mengalami proses machining atau grinding apabila kondisi lapisan permukaannya belum dievaluasi.
- Gunakan prosedur surface preparation yang konsisten pada seluruh titik pengukuran.
Verifikasi Hardness Tester Sebelum Pengukuran
Persiapan permukaan saja tidak cukup untuk menjamin hasil pengukuran yang dapat dipercaya. Instrumen juga perlu diverifikasi sesuai prosedur yang berlaku.
Untuk metode Leeb, ASTM A956/A956M mencakup verifikasi instrumen dan penggunaan standardized test blocks. ISO 16859-2 juga menjelaskan verifikasi langsung dan tidak langsung perangkat pengujian Leeb.
Karena itu, gunakan test block atau reference block yang sesuai dengan metode dan instrumen. Frekuensi serta prosedur verifikasi harus mengikuti standar, prosedur inspeksi, dan manual instrumen yang digunakan.
Apakah Permukaan yang Sudah Dipersiapkan Menjamin Hasil Akurat?
Tidak selalu. Persiapan permukaan merupakan salah satu faktor penting, tetapi hasil hardness testing juga dipengaruhi oleh metode pengujian, jenis material, bentuk benda uji, ketebalan, massa, orientasi pengujian, pemilihan probe atau impact device, kondisi instrumen, serta prosedur pengukuran.
Selain itu, hasil hardness tester portabel tidak boleh langsung dianggap sebagai representasi kondisi material di seluruh komponen. ASTM A956/A956M-22 dan ASTM A1038-26 sama-sama menegaskan bahwa hasil Leeb maupun UCI merupakan penentuan kekerasan pada permukaan yang diuji dan tidak memberikan informasi langsung mengenai kondisi material di bawah permukaan.
Kesimpulan
Kondisi permukaan dan benda uji memiliki peranan penting dalam pengukuran menggunakan hardness tester portabel. Lima faktor yang perlu diperhatikan adalah kekasaran permukaan, lapisan atau coating, ketebalan dan dukungan benda uji, kontaminasi, serta perubahan kondisi permukaan akibat machining, grinding, dan surface treatment.
Persiapan titik uji harus dilakukan secara konsisten dan mengikuti persyaratan metode serta instrumen. Jangan menggunakan satu batas kekasaran atau satu prosedur persiapan sebagai aturan universal untuk semua hardness tester portabel.
Untuk memperoleh data yang dapat dibandingkan antar titik atau antar periode inspeksi, kondisi permukaan, instrumen, metode, dan prosedur pengukuran harus dikendalikan secara konsisten.
FAQ
Apakah permukaan kasar dapat memengaruhi hasil hardness tester portabel?
Ya. Kekasaran dan kondisi permukaan dapat memengaruhi kontak serta respons pengukuran. Karena itu, permukaan perlu dipersiapkan sesuai persyaratan metode dan instrumen.
Apakah cat harus dihilangkan sebelum pengujian hardness?
Jika tujuan pengujian adalah mengukur material dasar, lapisan yang mengganggu pengukuran umumnya perlu dihilangkan sesuai prosedur. Namun, keputusan tersebut harus mempertimbangkan jenis dan fungsi lapisan serta metode pengujian.
Apakah hardness tester Leeb dapat digunakan pada plat tipis?
Penggunaan pada benda tipis harus mempertimbangkan ketebalan, massa, bentuk, dan dukungan benda uji sesuai persyaratan metode serta instrumen. Jangan mengasumsikan semua plat tipis dapat diuji dengan konfigurasi Leeb yang sama.
Apakah minyak dan grease memengaruhi pengukuran?
Kontaminasi dapat mengganggu kondisi kontak antara alat dan permukaan. Karena itu, titik pengujian sebaiknya dibersihkan dan dikondisikan sesuai prosedur sebelum pengukuran.
Tidak secara langsung. ASTM A956/A956M-22 menyatakan bahwa Leeb merupakan superficial determination. ASTM A1038-26 juga menyatakan hal yang sama untuk UCI. Oleh karena itu, hasil pengujian harus dipahami sebagai kondisi kekerasan pada lokasi permukaan yang diuji.
Apakah test block perlu digunakan dalam pengujian hardness tester portabel?
Verifikasi menggunakan test block atau reference block dapat menjadi bagian dari prosedur verifikasi instrumen. Pelaksanaan, frekuensi, dan kriteria penerimaan harus mengikuti standar, prosedur inspeksi, dan manual instrumen yang digunakan.
Referensi Standar
- ASTM A956/A956M-22 — Standard Test Method for Leeb Hardness Testing of Steel Products.
- ASTM A1038-26 — Standard Test Method for Portable Hardness Testing by the Ultrasonic Contact Impedance Method.
- ISO 16859-1:2015 — Metallic materials — Leeb hardness test — Part 1: Test method.
- ISO 16859-2:2015 — Metallic materials — Leeb hardness test — Part 2: Verification and calibration of the testing devices.