Penggunaan Hardness Tester Portabel berbasis metode Leeb tidak cukup hanya dengan memastikan layar alat menyala dan probe menghasilkan nilai kekerasan. Untuk memperoleh hasil yang dapat dipertanggungjawabkan dalam sistem QA/QC, instrumen harus diverifikasi secara berkala, reference test block harus memiliki ketertelusuran metrologis, dan kondisi benda uji harus memenuhi persyaratan metode.
ISO 16859 membagi pengendalian metode Leeb menjadi tiga bagian. ISO 16859-1:2015 mengatur metode pengujian, ISO 16859-2:2015 mengatur verifikasi dan kalibrasi perangkat pengujian, sedangkan ISO 16859-3:2015 mengatur kalibrasi reference test block.
Dalam praktik lapangan, Leeb Hardness Tester Portabel NOVOTEST T-D3 dapat digunakan sebagai instrumen portable untuk inspeksi komponen logam, selama konfigurasi probe, reference block, kondisi benda uji, dan prosedur pengukuran dikendalikan sesuai persyaratan metode yang berlaku.
1. Memahami Prinsip Pengukuran Leeb
Metode Leeb merupakan metode dynamic hardness testing. Impact body dengan indenter berbentuk bola bergerak menuju permukaan benda uji, kemudian memantul setelah terjadi tumbukan.
Instrumen mengukur:
- impact velocity (vA) sebelum tumbukan;
- rebound velocity (vR) setelah tumbukan.
Nilai Leeb hardness dihitung dari rasio kecepatan rebound terhadap kecepatan impact:
HL = 1.000 × (vR / vA)
Semakin besar energi elastis yang kembali ke impact body, semakin tinggi nilai Leeb yang diperoleh. Karena karakteristik impact device memengaruhi hasil, nilai harus selalu dilaporkan bersama tipe probe atau skala Leeb, misalnya HLD untuk probe Type D.
Karakteristik ini menjelaskan mengapa kekakuan benda uji, massa, ketebalan, posisi pengujian, arah impak, kondisi permukaan, dan kestabilan probe dapat memengaruhi hasil.
2. ISO 16859: Bagian Mana yang Mengatur Verifikasi dan Kalibrasi?
Untuk prosedur QC, jangan menyamakan seluruh ISO 16859 sebagai satu prosedur tunggal.
| Standar | Fokus | Relevansi terhadap Hardness Tester Portabel |
|---|---|---|
| ISO 16859-1:2015 | Test method | Mengatur prinsip, benda uji, preparasi permukaan, prosedur pengukuran, arah impak, jumlah pembacaan, dan pelaporan |
| ISO 16859-2:2015 | Verification & calibration of testing devices | Mengatur direct verification dan indirect verification perangkat |
| ISO 16859-3:2015 | Calibration of reference test blocks | Mengatur kalibrasi reference test block yang digunakan untuk indirect verification |
ISO 16859-2 secara eksplisit membedakan direct verification, yaitu pemeriksaan parameter individual instrumen, dengan indirect verification, yaitu pemeriksaan performa keseluruhan instrumen menggunakan reference test block. Indirect verification dapat digunakan untuk periodic performance checking selama alat digunakan.
Sementara itu, ISO 16859-3 menetapkan persyaratan kalibrasi reference test block dan ketertelusuran mesin kalibrasinya.
3. Persyaratan Benda Uji Sebelum Pengukuran
Kesalahan paling umum pada pengujian Leeb bukan selalu berasal dari elektronik alat. Benda uji yang terlalu tipis, ringan, tidak stabil, atau terlalu kasar dapat mengubah karakteristik rebound.
Untuk probe Type D yang umum digunakan pada NOVOTEST T-D3, persyaratan ISO 16859-1 menjadi acuan penting.
Tabel Persyaratan Fisik Benda Uji ISO 16859-1
| Parameter | Type D / DL / D+15 / S / E | Type G | Type C |
|---|---|---|---|
| Massa minimum tanpa rigid support | 5 kg | 15 kg | 1,5 kg |
| Massa minimum dengan rigid support | 2 kg | 5 kg | 0,5 kg |
| Ketebalan minimum tanpa coupling | 25 mm | 70 mm | 10 mm |
| Ketebalan minimum dengan coupling | 3 mm | 10 mm | 1 mm |
| Ra maksimum yang direkomendasikan | 2,0 µm | 7,0 µm | 0,4 µm |
Nilai tersebut berasal dari ISO 16859-1. Bila massa atau ketebalan tidak memenuhi batas minimum, benda uji membutuhkan rigid support dan/atau coupling ke massa pendukung yang lebih besar. ISO juga menjelaskan bahwa coupling harus dilakukan tanpa memberikan tegangan atau deformasi pada benda uji.
Bagaimana dengan Permukaan Kasar?
Untuk probe Type D, ISO 16859-1 merekomendasikan Ra maksimum 2,0 µm. Coating, scale, kontaminan, dan irregularities pada area pengukuran harus dihilangkan. Proses grinding juga harus dikendalikan agar tidak menghasilkan panas atau work hardening yang mengubah kekerasan permukaan.
Artinya, jangan menganggap kemampuan alat membaca permukaan kasar sebagai pengganti persyaratan metode.
4. Persiapan NOVOTEST T-D3 Sebelum Verifikasi
NOVOTEST T-D3 mendukung berbagai tipe probe Leeb, termasuk D, DC, DL, C, D+15, E, dan G. Spesifikasi yang dipublikasikan mencantumkan rentang pengukuran baja seperti HRC 20–70, HB 90–650, HV 230–940, serta pengukuran dalam berbagai arah 360°.
Untuk aplikasi general-purpose, probe Type D merupakan konfigurasi yang relevan. Probe tersebut menggunakan tungsten-carbide indenter dan dirancang untuk sebagian besar kebutuhan pengujian kekerasan umum. NOVOTEST mencantumkan kebutuhan sampel Type D berupa massa minimum 5 kg untuk bentuk kompak, 2 kg dengan support, serta ketebalan minimum 25 mm tanpa coupling atau 3 mm dengan coupling.
Sebelum verifikasi, lakukan pemeriksaan berikut:
- Pastikan probe sesuai dengan skala yang akan digunakan.
- Periksa kondisi impact body dan indenter.
- Periksa support ring.
- Bersihkan ujung probe dari debu atau deposit.
- Pastikan konektor probe terpasang sempurna.
- Periksa kondisi reference test block.
- Pastikan permukaan block bersih dan bebas minyak.
- Pastikan temperatur alat dan reference block berada dalam kondisi terkendali.
- Pastikan tidak terdapat vibration atau relative movement.
ISO 16859-1 secara khusus meminta support ring diperiksa karena keausan atau kotoran pada area tersebut dapat memengaruhi pembacaan.
5. SOP Verifikasi Harian Hardness Tester Portabel
ISO 16859-1 mensyaratkan daily verification sebelum pengujian pertama setiap hari untuk setiap skala yang digunakan.
Prosedur praktisnya dapat dibuat sebagai berikut.
Tahap 1 — Identifikasi konfigurasi
Catat:
- model instrumen;
- nomor seri;
- tipe probe;
- skala Leeb;
- material setting;
- nomor reference test block;
- nilai nominal reference block;
- tanggal verifikasi.
Jangan melakukan verifikasi dengan skala atau probe yang berbeda dari konfigurasi pengujian aktual.
Tahap 2 — Siapkan reference test block
Reference test block harus memiliki nilai kekerasan yang diketahui dan memiliki ketertelusuran kalibrasi sesuai sistem metrologi yang digunakan.
Untuk verifikasi tidak langsung menurut ISO 16859-2, reference block digunakan untuk memeriksa performa keseluruhan instrumen. ISO 16859-3 mengatur persyaratan kalibrasi reference test block tersebut.
Tahap 3 — Pastikan orientasi pengujian
Untuk verifikasi standar, reference test block ditempatkan pada support yang rigid dan pengujian dilakukan dengan arah impak sesuai kondisi yang dipersyaratkan.
Arah impak penting karena nilai Leeb dipengaruhi gravitasi. ISO 16859-1 menyediakan correction factor untuk pengujian yang tidak dilakukan searah gravitasi.
Tahap 4 — Lakukan pengukuran berulang
Untuk verifikasi formal dengan reference test block, ISO 16859-2 menggunakan 10 pembacaan pada masing-masing reference test block.
Data kemudian dievaluasi berdasarkan:
- arithmetic mean;
- standard deviation;
- variation coefficient;
- error terhadap nilai reference block.
ISO 16859-2 menetapkan batas variation coefficient dan maximum permissible error berdasarkan rentang kekerasan serta tipe impact device.
6. Batas Akurasi Verifikasi Menurut ISO 16859-2
Untuk instrumen dengan impact device Type D, batas performa tidak boleh disamakan dengan angka akurasi yang tercantum pada datasheet produk.
ISO 16859-2 menggunakan maximum permissible error berdasarkan hardness range reference block.
| Tipe Impact Device | Rentang Reference HL | Variation Coefficient Maks. | Maximum Permissible Error |
|---|---|---|---|
| D / D+15 | <500 HLD | 2,5% | ±4,0% |
| D / D+15 | 500–700 HLD | 2,0% | ±3,0% |
| D / D+15 | >700 HLD | 1,5% | ±2,0% |
Untuk probe lain, batas rentang hardness dan error berbeda. Karena itu, acceptance criterion harus mengikuti impact device dan reference block yang benar, bukan sekadar menggunakan satu angka toleransi untuk semua kondisi.
Jangan Menyamakan Akurasi Datasheet dengan Toleransi ISO
NOVOTEST T-D3 dipublikasikan dengan akurasi seperti ±3% HV, ±1,5% HRC, dan ±3% HB pada konfigurasi tertentu. Sumber spesifikasi lain juga mencantumkan nilai HLD sekitar ±4 HLD.
Angka tersebut adalah spesifikasi performa alat, sedangkan ISO 16859-2 menggunakan evaluasi terhadap reference test block untuk menentukan error dan variation coefficient.
Dengan demikian, dalam dokumen QA/QC sebaiknya ditulis secara terpisah:
Pemisahan ini penting ketika auditor meminta bukti bahwa alat tidak hanya memiliki datasheet, tetapi juga masih memberikan performa yang dapat diterima saat digunakan.
7. Prosedur Pengukuran Setelah Verifikasi Lulus
Setelah daily verification dinyatakan acceptable, pengujian benda kerja dapat dilakukan.
Preparasi
- Bersihkan area pengujian.
- Hilangkan scale, coating, karat, minyak, dan kontaminan.
- Pastikan Ra memenuhi persyaratan probe.
- Pastikan benda uji stabil.
- Gunakan coupling bila massa atau ketebalan tidak memenuhi persyaratan tanpa support.
- Pastikan support ring duduk sempurna.
Penempatan Probe
Impact device harus ditempatkan tegak lurus terhadap permukaan lokal benda uji.
Untuk permukaan melengkung, ISO 16859-1 mensyaratkan radius minimum 30 mm untuk sebagian besar impact device dan 50 mm untuk Type G, kecuali digunakan special support ring.
Multi-Point Measurement
Jangan mengulang impact tepat pada indentation sebelumnya.
ISO 16859-1 menetapkan jarak center-to-center antarindentation minimal 3 kali diameter indentation. Jarak titik impact terhadap edge juga minimal 5 mm untuk Type D, DL, D+15, C, S, dan E.
Untuk hasil kekerasan:
- gunakan minimal 3 pembacaan;
- hitung arithmetic mean;
- jika span dari tiga pembacaan melebihi 5% dari arithmetic mean, lanjutkan pengukuran hingga sekurang-kurangnya 10 pembacaan.
8. Faktor yang Harus Dikendalikan Teknisi Lapangan
A. Arah Impak
Leeb hardness bukan hanya bergantung pada material. Arah gerakan impact body terhadap gravitasi memengaruhi rebound velocity.
ISO 16859-1 menyatakan bahwa pengujian di luar arah gravitasi memerlukan koreksi sesuai Annex A. Karena itu, jangan hanya mengandalkan klaim bahwa alat mampu mengukur dalam arah 360°. Kompensasi arah tetap harus sesuai prosedur standar.
B. Vibrasi
Vibrasi dapat menyebabkan relative motion antara impact device dan benda uji. Kondisi tersebut mengganggu karakteristik rebound dan dapat menghasilkan data yang tidak stabil.
C. Ketebalan dan Massa
Benda uji yang terlalu ringan atau tipis dapat menyerap energi impak melalui deformasi atau gerakan benda, bukan semata-mata melalui respons material yang ingin diukur.
Solusinya:
support → coupling → verifikasi terhadap reference condition → pengukuran.
Jika kondisi tersebut tidak dapat dikendalikan, pertimbangkan metode hardness testing lain.
D. Permukaan
Permukaan kasar dapat mengganggu kontak impact body. Namun, preparasi berlebihan juga berisiko mengubah hardness melalui overheating atau work hardening.
Gunakan grinding secara bertahap dan hindari pemanasan lokal.
9. Checklist SOP Hardness Tester Portabel
| Item Pemeriksaan | Acceptance Check |
|---|---|
| Identitas alat | Model dan serial number tercatat |
| Probe | Tipe probe sesuai prosedur |
| Impact body | Tidak rusak/aus abnormal |
| Support ring | Bersih dan tidak rusak |
| Reference block | Nilai dan sertifikat tersedia |
| Surface block | Bersih dan bebas kontaminasi |
| Benda uji | Massa/ketebalan memenuhi |
| Surface roughness | Sesuai batas probe |
| Coupling | Stabil dan tanpa stress pada specimen |
| Temperatur | Umumnya 10–35 °C |
| Magnetic field | Tidak berada pada kondisi yang mengganggu |
| Vibration | Tidak ada relative movement |
| Arah probe | Tegak lurus permukaan |
| Edge distance | ≥5 mm untuk Type D |
| Jarak indentation | ≥3× diameter indentation |
| Daily verification | Dilakukan sebelum pengujian |
| Hasil verifikasi | Dalam acceptance criteria |
| Pengukuran | ≥3 readings atau ≥10 jika span >5% |
| Test report | Probe, hasil, jumlah reading, kondisi pengujian tercatat |
ISO 16859-1 juga meminta test report mencantumkan identitas benda uji, tipe impact device, hasil dan jumlah pembacaan, metode coupling, lokasi pengujian, arah impak, kondisi khusus, serta temperatur bila berada di luar 10–35 °C.
10. Interval Verifikasi dan Kalibrasi
Dalam sistem manajemen mutu, interval harus ditetapkan berdasarkan prosedur organisasi, histori performa alat, frekuensi pemakaian, lingkungan kerja, serta persyaratan pelanggan.
ISO 16859-2 menetapkan kerangka verifikasi langsung dan tidak langsung. Untuk indirect verification, standar menyebutkan interval 12 bulan dan tidak melebihi 14 bulan setelah direct verification. Standar juga merekomendasikan impact body dan support ring diverifikasi langsung atau diganti setelah dua tahun penggunaan.
Namun, interval internal dapat dibuat lebih ketat apabila alat digunakan intensif di workshop, fabrication yard, heat-treatment plant, atau lingkungan dengan risiko kontaminasi dan mechanical shock tinggi.
11. Mengapa NOVOTEST T-D3 Relevan untuk Inspeksi QC/NDT?
NOVOTEST T-D3 dirancang sebagai portable Leeb hardness tester dengan dukungan beberapa impact device. Konfigurasinya dapat mencakup Type D untuk general-purpose testing serta probe lain seperti DC, DL, C, D+15, E, dan G untuk geometri atau aplikasi tertentu.
Fitur yang relevan untuk workflow QC antara lain:
| Parameter | NOVOTEST T-D3 |
|---|---|
| Metode | Dynamic Leeb hardness |
| Probe | D, DC, DL, C, D+15, E, G |
| Skala | HRC, HRB, HB, HV, HL, MPa |
| Rentang baja yang dipublikasikan | HRC 20–70; HB 90–650; HV 230–940 |
| Arah pengukuran | 360° dengan koreksi sesuai kondisi pengujian |
| Data | Single, Max, Min, Average, deviation, coefficient of variation |
| Dokumentasi | Penyimpanan data dan transfer ke PC |
| Material preset | Steel, alloy steel, cast iron, stainless steel, aluminium, bronze, brass, copper |
| Lingkungan operasi | Sekitar -20 hingga 40 °C pada spesifikasi T-D3 yang dipublikasikan |
NOVOTEST juga menyediakan mode statistik, histogram, signal, dan smart filtering untuk membantu evaluasi hasil pengukuran.
Perlu ditegaskan bahwa pemilihan konfigurasi probe dan bukti verifikasi/kalibrasi tetap harus disesuaikan dengan prosedur inspeksi yang digunakan. Sebuah instrumen tidak otomatis dianggap memenuhi seluruh persyaratan ISO hanya karena standar tercantum pada materi pemasaran; status kesesuaian harus dibuktikan melalui konfigurasi alat, prosedur, reference block, dan sertifikat yang relevan.
12. Kesalahan yang Sering Terjadi Saat Verifikasi
1. Menggunakan reference block tanpa sertifikat
Reference block bukan sekadar potongan baja keras. Nilai referensinya harus memiliki dasar kalibrasi dan ketertelusuran yang sesuai.
2. Menguji hanya satu titik
Satu impact tidak cukup untuk menilai repeatability instrumen. Verifikasi formal menggunakan pembacaan berulang dan evaluasi statistik.
3. Mengabaikan arah probe
Perubahan arah impact mengubah respons rebound. Jangan mencatat hasil hanya sebagai “HLD” tanpa informasi arah ketika correction factor diperlukan.
4. Menganggap coupling selalu memperbaiki hasil
Coupling memang meningkatkan effective stiffness, tetapi harus dilakukan tanpa memberikan stress pada specimen dan idealnya dibandingkan terlebih dahulu terhadap reference condition yang tidak terkopel.
5. Menggunakan hasil konversi secara absolut
ISO 16859-1 menegaskan bahwa tidak terdapat proses universal yang menjamin konversi akurat dari Leeb ke skala hardness lain atau tensile strength. Konversi harus memiliki basis data perbandingan yang dapat dipercaya.
Karena itu, jika spesifikasi material ditetapkan dalam HRC tetapi pengukuran dilakukan menggunakan Leeb, dasar konversinya harus jelas dan sesuai material.
Kesimpulan
Verifikasi Hardness Tester Portabel sesuai ISO 16859 bukan sekadar melakukan satu kali pembacaan pada test block. Proses yang benar mencakup pemilihan impact device, pemeriksaan kondisi instrumen, reference test block yang tertelusur, kontrol massa dan ketebalan benda uji, preparasi permukaan, pengendalian arah impak, pengukuran berulang, evaluasi error dan variation coefficient, serta dokumentasi hasil. ISO 16859-1 mengatur metode pengujian, sedangkan ISO 16859-2 secara khusus mengatur verifikasi dan kalibrasi perangkat; ISO 16859-3 menjadi dasar untuk kalibrasi reference test block.
Untuk aplikasi QA/QC dan NDT, NOVOTEST T-D3 dapat menjadi platform portable yang fleksibel karena mendukung berbagai tipe probe dan pengolahan statistik hasil. Namun, akurasi pengukuran tetap bergantung pada kesesuaian konfigurasi alat, kondisi specimen, reference block, serta pelaksanaan prosedur yang benar.
Jika perusahaan Anda membutuhkan Hardness Tester Portabel NOVOTEST T-D3, konsultasikan terlebih dahulu tipe material, ketebalan, geometri, kekasaran permukaan, lokasi inspeksi, serta skala hardness yang diperlukan.