Perbedaan utama antara defect echo dan sinyal geometris terletak pada sumber dan stabilitasnya; defect echo berasal dari cacat tak terduga dan tidak stabil, sedangkan sinyal geometris berasal dari bentuk fisik komponen dan sangat stabil.
Dalam dunia Non-Destructive Testing (NDT), akurasi adalah segalanya. Kesalahan dalam menginterpretasi sinyal pada layar ultrasonic testing (UT) dapat berakibat fatal, mulai dari penerimaan komponen yang seharusnya ditolak hingga perbaikan yang tidak perlu yang memakan biaya besar. Salah satu tantangan terbesar yang dihadapi oleh seorang welding inspector adalah membedakan antara gema yang benar-benar menunjukkan adanya cacat (defect echo) dan gema yang hanya merupakan pantulan dari bentuk atau desain komponen itu sendiri (sinyal geometris). Kemampuan ini tidak hanya menuntut pemahaman teori, tetapi juga pengalaman dan ketajaman analisis di lapangan.
Menurut data dari berbagai studi NDT, lebih dari 50% indikasi yang tercatat selama pengujian ultrasonik (UT) pada sambungan las yang kompleks dapat berasal dari sinyal geometris, bukan cacat aktual. Hal ini menyoroti betapa krusialnya kemampuan diferensiasi untuk menghindari false calls atau panggilan palsu yang merugikan.
Artikel ini akan menjadi panduan komprehensif Anda untuk menguasai seni identifikasi sinyal pada layar UT. Kita akan mengupas tuntas karakteristik masing-masing sinyal, metode praktis untuk membedakannya, hingga contoh-contoh yang sering ditemui dalam inspeksi konstruksi baja.
Apa Perbedaan Mendasar Antara Defect Echo dan Sinyal Geometris?
Defect echo (gema cacat) adalah respons ultrasonik dari diskontinuitas yang tidak diinginkan dalam material, seperti retak, porositas, atau inklusi slag. Sebaliknya, sinyal geometris adalah respons yang dapat diprediksi dari fitur desain komponen, seperti akar las, penguatan (cap), atau perubahan ketebalan. Sinyal cacat cenderung tidak stabil dan berubah drastis dengan sedikit gerakan probe, sementara sinyal geometris stabil dan dapat diprediksi.
Untuk memahami perbedaannya, mari kita bedah sumber dari kedua jenis sinyal ini:
Sumber Defect Echo (Indikasi Relevan)
Sinyal ini muncul ketika gelombang suara mengenai sebuah “interupsi” yang tidak seharusnya ada di dalam material. Cacat seperti retakan, lack of fusion, atau porosity memiliki permukaan yang tidak beraturan dan sering kali bersifat planar. Permukaan ini memantulkan suara dengan cara yang khas, sering kali tajam dan tidak konsisten saat sudut probe sedikit diubah. Ini disebut sebagai indikasi relevan (relevant indication) karena memerlukan evaluasi lebih lanjut untuk menentukan apakah cacat tersebut melampaui batas kriteria penerimaan.
Sumber Sinyal Geometris (Indikasi Non-Relevan)
Sinyal ini adalah bagian normal dari inspeksi dan timbul dari pantulan pada bentuk fisik benda uji. Contohnya termasuk pantulan dari akar las, mahkota las (weld crown), backing bar, atau bahkan sudut dan fillet dari desain komponen itu sendiri. Karena fitur-fitur ini adalah bagian dari desain yang disengaja, sinyal yang dihasilkannya dapat diprediksi, stabil, dan berulang. Sinyal ini diklasifikasikan sebagai indikasi non-relevan (non-relevant indication) karena tidak berasal dari cacat.
Memahami perbedaan mendasar ini adalah langkah pertama sebelum melakukan kalibrasi ultrasonik dan memulai inspeksi.
Langkah Praktis Membedakan Sinyal Cacat dan Geometris di Lapangan
Untuk membedakan sinyal di lapangan, ikuti lima langkah berikut: pahami geometri objek, analisis posisi sinyal pada layar, lakukan gerakan dinamis pada transduser, evaluasi bentuk gema (A-Scan), dan gunakan teknik konfirmasi tambahan seperti mengubah sudut probe atau melakukan pemindaian dari sisi yang berbeda.
Berikut adalah uraian langkah-langkah yang dapat Anda terapkan secara sistematis:
Pahami Geometri Objek dan Gambar Teknis
Sebelum menyalakan alat UT, pelajari gambar teknis (drawing) dan WPS (Welding Procedure Specification). Identifikasi semua fitur geometris yang berpotensi menghasilkan sinyal, seperti kampuh las, backing, perubahan ketebalan, dan radius fillet. Dengan mengetahui di mana sinyal geometris seharusnya muncul, Anda dapat lebih mudah mengenali sinyal anomali.
Analisis Posisi Sinyal (Jalur Suara)
Perhatikan di mana sinyal muncul pada sumbu horizontal layar A-Scan (jalur suara). Sinyal geometris biasanya muncul pada jarak jalur suara yang konsisten dan dapat dihitung berdasarkan geometri dan sudut probe. Misalnya, sinyal dari akar las akan selalu muncul pada posisi yang dapat diprediksi. Sebaliknya, sinyal cacat bisa muncul di mana saja di dalam volume lasan, termasuk di Heat Affected Zone (HAZ).
- Lakukan Gerakan Dinamis Transduser: Ini adalah teknik paling ampuh.
- Gerakan Orbital/Memutar: Gerakkan probe sedikit memutar di sekitar lokasi indikasi. Sinyal dari cacat volumetrik (seperti porositas atau inklusi slag) akan cenderung naik-turun dengan cepat namun tetap terlihat di layar. Sinyal dari cacat planar (retak) akan muncul dan menghilang secara dramatis karena sangat sensitif terhadap sudut. Sinyal geometris akan tetap stabil atau berubah secara perlahan dan dapat diprediksi.
- Gerakan Maju-Mundur: Geser probe mendekati dan menjauhi lasan. Perhatikan “berjalannya” sinyal di layar. Sinyal cacat, terutama retakan, sering kali menunjukkan puncak yang tajam dan “berjalan” cepat di layar sebelum menghilang. Sinyal geometris akan bergerak lebih lambat dan lebih mulus.
- Evaluasi Bentuk Gema (A-Scan Envelope):
- Sinyal Geometris: Umumnya memiliki bentuk yang lebih halus, lebar, dan simetris. Ini karena gelombang suara dipantulkan dari permukaan yang relatif mulus dan dapat diprediksi (seperti weld crown atau root).
- Sinyal Cacat: Sering kali tampak tajam, tidak beraturan, atau bergerigi (jagged). Retakan, misalnya, memiliki banyak sisi kecil yang memantulkan suara dari berbagai sudut, menciptakan sinyal yang puncaknya tajam dan sisi turunnya cepat. Inklusi slag yang tidak beraturan dapat menghasilkan sinyal dengan banyak puncak.
- Gunakan Teknik Konfirmasi Tambahan: Jika ragu, jangan membuat keputusan terburu-buru.
- Ubah Sudut Probe: Gunakan probe dengan sudut yang berbeda (misalnya, beralih dari 70° ke 60° atau 45°). Cacat nyata akan tetap dapat dideteksi (meskipun amplitudonya mungkin berubah), sementara sinyal geometris mungkin hilang sama sekali karena sudut pantulan yang baru tidak kembali ke probe.
- Inspeksi dari Sisi Berlawanan: Jika memungkinkan, lakukan pemindaian dari sisi lain lasan. Ini membantu mengonfirmasi lokasi dan orientasi cacat.
- Plotting: Plot lokasi reflektor pada sketsa penampang las. Jika lokasi yang diplot secara konsisten cocok dengan fitur geometris, kemungkinan besar itu adalah indikasi non-relevan.
Defect Echo vs. Sinyal Geometris
Untuk ringkasan cepat, sinyal cacat (relevan) biasanya tajam, tidak stabil saat probe bergerak, dan lokasinya tidak terduga. Sebaliknya, sinyal geometris (non-relevan) cenderung halus, sangat stabil saat probe bergerak, dan lokasinya dapat diprediksi sesuai dengan desain komponen.
Tabel berikut merangkum perbedaan kunci antara kedua jenis sinyal untuk referensi cepat di lapangan.
| Kriteria | Defect Echo (Indikasi Relevan) | Sinyal Geometris (Indikasi Non-Relevan) |
| Sumber | Diskontinuitas tak terduga (retak, porositas, slag, dll.). | Fitur desain yang disengaja (akar las, weld cap, sudut, backing). |
| Bentuk Sinyal (A-Scan) | Tajam, bergerigi, atau memiliki banyak puncak. | Halus, lebar, dan sering kali simetris. |
| Stabilitas Sinyal | Tidak stabil; amplitudo berubah drastis dengan sedikit gerakan probe. | Sangat stabil; amplitudo tetap konsisten saat probe digerakkan di atasnya. |
| Respons Gerakan Probe | Sinyal dari retak akan muncul dan menghilang dengan cepat (sensitif sudut). | Sinyal “berjalan” secara mulus dan dapat diprediksi di layar. |
| Lokasi pada Layar | Dapat muncul di mana saja di dalam volume las atau HAZ. | Muncul pada jarak jalur suara yang dapat dihitung dan diprediksi. |
| Repetitif/Berulang | Biasanya tidak berulang secara simetris di sepanjang lasan. | Berulang secara konsisten di sepanjang komponen dengan geometri yang sama. |
| Klasifikasi | Relevan (memerlukan evaluasi lebih lanjut). | Non-relevan (tidak memerlukan evaluasi). |
Contoh Sinyal Geometris yang Sering Ditemui pada Inspeksi Las
Pada sambungan las (welded joint), sinyal geometris yang paling umum berasal dari penguatan las (mahkota/cap), penetrasi akar las, dan pantulan dari backing bar atau strip. Sinyal-sinyal ini sering kali memiliki amplitudo tinggi namun dapat diidentifikasi melalui stabilitas dan lokasinya yang dapat diprediksi.
Memahami sinyal-sinyal ini sangat penting untuk menghindari penolakan yang salah pada hasil pengelasan (welding).
Sinyal dari Mahkota Las (Weld Cap/Crown)
Ini adalah sinyal yang dipantulkan dari permukaan atas lasan yang cembung. Biasanya, sinyal ini diabaikan karena berada di luar area evaluasi, tetapi pada material tipis atau saat menggunakan probe sudut rendah, pantulannya bisa masuk kembali ke layar dan disalahartikan sebagai cacat.
Sinyal dari Akar Las (Root Penetration)
Salah satu sinyal geometris yang paling umum. Penetrasi las yang baik dan seragam akan menghasilkan sinyal yang stabil dan konsisten di sepanjang lasan pada jarak jalur suara yang dapat dihitung. Jika sinyal ini tidak stabil atau menghilang, justru bisa menjadi indikasi adanya cacat seperti lack of penetration.
Sinyal dari Backing Bar atau Backing Strip
Jika sambungan las menggunakan backing, akan ada sinyal kuat dari sudut antara backing dan material dasar. Sinyal ini sangat dapat diprediksi dan harus diabaikan.
Mode Konversi (Mode Conversion)
Terkadang, gelombang geser (shear wave) dapat menabrak permukaan dan berubah menjadi gelombang longitudinal (longitudinal wave), yang kemudian memantul dan kembali ke probe. Sinyal ini sering kali membingungkan tetapi dapat diidentifikasi karena biasanya memiliki jalur suara yang tidak logis jika dihitung sebagai gelombang geser murni.
Kesimpulan
Membedakan antara defect echo dan sinyal geometris adalah kompetensi inti dalam pengujian tidak merusak (NDT). Kuncinya terletak pada pendekatan yang sistematis: selalu mulai dengan memahami geometri benda kerja, kemudian gunakan gerakan dinamis probe untuk menginterogasi sifat sinyal, dan analisis bentuk serta posisinya di layar A-Scan. Jangan pernah mengandalkan satu faktor tunggal, terutama amplitudo, untuk membuat keputusan.
Selalu dokumentasikan indikasi yang meragukan dengan detail. Catat posisi, respons terhadap gerakan probe, dan bentuk sinyalnya. Diskusikan temuan Anda dengan welding engineer atau inspektor senior.
Saat Anda menemukan sinyal yang mencurigakan, segera plot lokasinya pada sketsa penampang las. Visualisasi ini sering kali langsung memperjelas apakah indikasi tersebut berasal dari cacat internal atau sekadar pantulan dari fitur geometris yang sudah Anda ketahui.