Material komposit dan plastik industri memiliki karakteristik akustik yang berbeda dari logam. Karena itu, Ultrasonik Thickness Meter LS211 dapat menjadi solusi untuk mengukur ketebalan material tanpa melakukan pemotongan atau perusakan benda uji.
Pengukuran ketebalan penting dalam proses QA/QC. Nilai ketebalan yang tidak sesuai dapat menunjukkan masalah proses produksi, keausan, deformasi, atau perubahan struktur material. Oleh karena itu, teknisi perlu menggunakan metode pengujian yang sesuai dengan karakteristik material.
LS211 menggunakan metode pulse-echo ultrasonik. Instrumen ini dirancang untuk material yang mampu menghantarkan gelombang ultrasonik, termasuk plastik, kaca, keramik, dan berbagai logam.
Mengapa Ketebalan Komposit dan Plastik Perlu Dikontrol?
Komposit dan plastik banyak digunakan pada tangki, pipa, liner, panel, housing, serta komponen manufaktur. Namun, material tersebut dapat mengalami perubahan ketebalan selama produksi maupun pemakaian.
Beberapa masalah yang perlu dikontrol antara lain:
- Variasi ketebalan selama proses molding.
- Erosi pada dinding pipa atau tangki.
- Degradasi material akibat lingkungan kerja.
- Delaminasi atau ketidakteraturan struktur komposit.
- Penyusutan material selama proses manufaktur.
- Ketidaksesuaian ketebalan terhadap desain.
Selain itu, pengukuran secara langsung menggunakan jangka sorong hanya efektif pada area yang mudah diakses. Pada komponen tertutup atau struktur dengan akses terbatas, metode ultrasonik memberikan pendekatan yang lebih praktis.
Dengan demikian, Ultrasonik Thickness Meter LS211 dapat membantu inspeksi ketebalan dari satu sisi ketika kondisi benda uji memungkinkan propagasi dan penerimaan kembali gelombang ultrasonik.
Prinsip Kerja Ultrasonik Thickness Meter LS211
LS211 bekerja berdasarkan prinsip pantulan pulsa ultrasonik atau pulse-echo. Probe mengirimkan pulsa ultrasonik ke dalam material. Gelombang kemudian merambat hingga mencapai batas belakang material dan menghasilkan echo.
Instrumen menghitung waktu tempuh pulsa tersebut. Selanjutnya, sistem menggunakan kecepatan suara material untuk menentukan ketebalan.
Secara sederhana:
Ketebalan = Kecepatan suara × Waktu tempuh ÷ 2
Faktor pembagi dua muncul karena pulsa bergerak menuju permukaan belakang dan kembali menuju probe.
Namun, hasil pengukuran sangat bergantung pada nilai kecepatan suara. Plastik dan komposit memiliki kecepatan suara yang berbeda dari baja atau aluminium. Karena itu, teknisi harus menggunakan nilai velocity yang sesuai.
LS211 menyediakan rentang pengaturan kecepatan suara sekitar 1.000–9.999 m/s. Instrumen juga menyediakan pilihan material umum dan pengaturan kecepatan secara manual.
Ultrasonik Thickness Meter LS211 untuk Material Komposit
Pengukuran komposit memerlukan perhatian lebih dibandingkan material homogen. Material seperti fiberglass reinforced plastic atau FRP dapat memiliki struktur berlapis dan anisotropik.
Serat penguat, resin, void, serta orientasi lapisan dapat memengaruhi propagasi gelombang ultrasonik. Oleh karena itu, teknisi tidak boleh menganggap satu nilai velocity berlaku untuk seluruh jenis komposit.
Ultrasonik Thickness Meter LS211 dapat digunakan apabila gelombang mampu menembus material dan menghasilkan back-wall echo yang cukup jelas. Kondisi permukaan dan struktur internal menjadi faktor penting dalam keberhasilan pengukuran.
Cara Menggunakan Ultrasonik Thickness Meter LS211 pada Komposit
Prosedur praktis dapat dilakukan melalui beberapa tahap:
1. Identifikasi material
Tentukan jenis resin, serat, dan struktur komposit jika tersedia.
2. Siapkan area pengukuran
Bersihkan permukaan dari kotoran, debu, atau kontaminan.
3. Pilih probe
Probe standar dapat digunakan untuk aplikasi umum. Probe mikro lebih sesuai untuk area kecil.
4. Gunakan coupling gel
Couplant membantu mengurangi celah udara antara probe dan permukaan benda uji.
5. Atur velocity
Gunakan nilai velocity berdasarkan material atau hasil kalibrasi terhadap sampel dengan ketebalan diketahui.
6. Lakukan pengukuran berulang
Ambil beberapa titik untuk melihat variasi ketebalan.
7. Evaluasi hasil
Bandingkan nilai dengan drawing, spesifikasi produk, atau acceptance criteria yang berlaku.
LS211 menyediakan probe standar 5 MHz dan probe mikro 7 MHz. Probe mikro memiliki area pengukuran minimum sekitar Ø6 mm, sehingga lebih sesuai untuk area kecil.
Ultrasonik Thickness Meter LS211 untuk Plastik Industri
Plastik seperti PVC, PE, dan material polimer lainnya juga dapat diuji dengan metode ultrasonik. Produsen LS211 menyatakan instrumen ini dapat mengukur plastik dan material nonlogam lain yang dapat menghantarkan gelombang ultrasonik.
Pada aplikasi plastik, teknisi perlu memperhatikan tiga parameter utama:
- Kecepatan suara material
- Ketebalan benda uji
- Kualitas coupling antara probe dan permukaan
Selain itu, permukaan yang kasar atau melengkung dapat mengurangi kualitas echo. Oleh karena itu, posisi probe harus stabil dan konsisten.
Untuk benda berbentuk pipa, orientasi probe juga perlu diperhatikan. Produsen LS211 menyebutkan bahwa pada permukaan melengkung, orientasi probe perlu mengikuti sumbu kurva agar coupling dan penerimaan echo tetap optimal.
Spesifikasi dan Pemilihan Probe LS211
Berikut parameter utama yang relevan untuk aplikasi material nonlogam dan komposit:
| Parameter | Probe Standar | Probe Mikro | Probe Kristal Kasar | Probe Suhu Tinggi |
|---|---|---|---|---|
| Frekuensi | 5 MHz | 7 MHz | 2 MHz | 5 MHz |
| Area minimum | Ø10 mm | Ø6 mm | Ø12 mm | Ø12 mm |
| Rentang pada baja 45# | 0,8–600 mm | 0,75–80 mm | 3–200 mm | 3–200 mm |
| Akurasi <10 mm | ±0,05 mm | ±0,05 mm | ±0,1 mm | ±0,05 mm |
| Aplikasi utama | Benda umum | Area kecil | Material berbutir kasar | Material panas |
Catatan: rentang dan akurasi di atas merupakan spesifikasi yang dipublikasikan untuk kondisi referensi baja 45#. Performa aktual pada plastik atau komposit bergantung pada material, velocity, probe, geometri, dan kualitas echo.
LS211 juga memiliki resolusi hingga 0,001 mm pada rentang 0,8–10 mm. Pada rentang 10–100 mm, resolusinya 0,01 mm, sedangkan pada 100–600 mm mencapai 0,1 mm.
Standar Industri untuk Pengukuran Ketebalan Ultrasonik
Penggunaan Ultrasonik Thickness Meter LS211 dalam QA/QC sebaiknya mengikuti prosedur internal dan standar yang sesuai dengan material serta tujuan inspeksi.
ISO 16809:2025
ISO 16809:2025 — Non-destructive testing — Ultrasonic thickness determination merupakan acuan yang sangat relevan. Standar ini mencakup penentuan ketebalan material logam dan nonlogam menggunakan teknik kontak atau immersion berdasarkan waktu tempuh pulsa ultrasonik.
Dengan demikian, ISO 16809:2025 memiliki relevansi langsung untuk aplikasi pada plastik dan komposit yang memenuhi persyaratan propagasi ultrasonik.
ISO 16810:2024
ISO 16810:2024 menetapkan prinsip umum pengujian ultrasonik pada produk industri yang memungkinkan transmisi ultrasound. Namun, standar ini tidak menetapkan acceptance criteria atau scan plan secara spesifik.
Karena itu, pengguna tetap perlu mengacu pada product specification, drawing, procedure, code, atau dokumen kontraktual yang berlaku.
ASTM E797/E797M-21
ASTM E797/E797M-21 memberikan praktik pengukuran ketebalan menggunakan metode manual ultrasonic pulse-echo contact. Standar ini berlaku ketika gelombang ultrasonik dapat merambat melalui material dan back-wall reflection dapat diperoleh serta dipisahkan.
ASTM E797/E797M-21 terutama ditujukan untuk komponen dengan permukaan relatif sejajar. Karena itu, teknisi perlu mengevaluasi geometri benda uji sebelum menerapkannya.
Aplikasi Lapangan pada Industri
1. Tangki FRP
Tangki FRP sering digunakan untuk penyimpanan bahan kimia dan fluida proses. Pengukuran ultrasonik dapat membantu memonitor perubahan ketebalan dinding tanpa memotong struktur.
Namun, teknisi harus memperhatikan konstruksi multilayer. Hasil pengukuran perlu dibandingkan dengan baseline atau data inspeksi sebelumnya.
2. Pipa Plastik
Pipa PVC, PE, dan material polimer lainnya dapat mengalami penipisan akibat abrasi atau kondisi proses. Ultrasonik Thickness Meter LS211 dapat digunakan untuk pemeriksaan titik tertentu jika geometri dan material menghasilkan echo yang memadai.
Selain itu, pemeriksaan beberapa titik membantu menemukan area dengan ketebalan minimum.
3. Komponen Fiberglass
Komponen fiberglass pada manufaktur dapat memiliki variasi ketebalan akibat proses laminasi. Pengujian ultrasonik membantu QC memeriksa konsistensi produk tanpa mengambil sampel secara destruktif.
4. Produk Plastik Hasil Molding
Pada proses injection molding atau proses pembentukan lainnya, ketebalan dinding dapat memengaruhi kekuatan dan stabilitas komponen. Karena itu, pemeriksaan ultrasonik dapat menjadi metode verifikasi tambahan untuk area yang sulit dijangkau alat ukur mekanis.
Faktor yang Memengaruhi Akurasi Pengukuran
Akurasi pengukuran tidak hanya bergantung pada spesifikasi alat. Kondisi material juga memainkan peran penting.
Beberapa faktor yang perlu dikendalikan meliputi:
- Ketepatan nilai kecepatan suara.
- Kondisi permukaan benda uji.
- Kualitas coupling.
- Orientasi probe.
- Radius kelengkungan.
- Struktur multilayer.
- Void atau porositas internal.
- Atenuasi gelombang ultrasonik.
- Temperatur benda uji.
Oleh karena itu, lakukan verifikasi menggunakan reference block atau sampel dengan ketebalan yang diketahui sebelum inspeksi produksi.
Untuk aplikasi kritis, jangan menjadikan resolusi display sebagai satu-satunya indikator akurasi. Validasi metode tetap diperlukan.
Kesimpulan
Ultrasonik Thickness Meter LS211 menawarkan pendekatan non-destruktif untuk pengukuran ketebalan plastik, komposit, kaca, keramik, dan berbagai material yang mampu menghantarkan gelombang ultrasonik. Instrumen ini memiliki rentang pengukuran luas serta beberapa pilihan probe untuk menyesuaikan karakteristik benda uji.
Namun, pemilihan probe dan penentuan velocity menjadi faktor penting. Selain itu, teknisi harus mempertimbangkan struktur multilayer, kelengkungan, porositas, serta kondisi permukaan.
Dengan prosedur kalibrasi dan verifikasi yang tepat, Ultrasonik Thickness Meter LS211 dapat mendukung inspeksi QA/QC pada tangki FRP, pipa plastik, komponen fiberglass, dan produk plastik industri. Oleh karena itu, pilih konfigurasi probe dan prosedur pengukuran berdasarkan material serta persyaratan inspeksi yang berlaku.