Received
Revised
Accepted Online Published
: 15 Maret 2020 : 2 April 2020 : 20 April 2020 : 25 April 2020 : 30 April 2020

## Defect Analysis of Carbonsteel Pipe Welding Connections Using Non-Destructive Testing with the Penetrant Test Method
Nur Ichsan Sumardani 1, a) , Ngainun Ibnu Setiawan 2 , Bebeh Wahid Nuryadin 1 , Dadan Sumardani 3
1 Universitas Negeri Islam Bandung
2 Balai Besar Logam dan Mesin (BBLM), Bandung
3 Universitas Negeri Jakarta
✉ : a) ichsan.sumardani@gmail.com

## Abstract
In a welding process carried out on metallic materials is sometimes found defects in the material being tested, it is caused by many factors, such as the lack of good materials used and the lack of perfection of the welding process. At testing, it aims to know the surface defects in carbonsteel pipes to know the defects arising after welding. This test is performed with non-destructive tests (NDT) using Dye Penetrant testing method. This test uses 3 types of liquids, including; Cleaner, Penetrant, and developer. The results of these tests will then be observed whether defects occur after welding and what factors affect it. From the test, results there are known 10 locations defects on the surface of the carbonsteel pipe welding with a type of rounded indication of defects that are then followed up by re-welding on indications of such defects.
Keywords : Carbonsteel, surface defect, NDT, Dye Penetrant test .

## Abstrak
Pada proses pengelasan yang dilakukan pada material kelogaman, kadang ditemukan kecacatan pada material yang diuji, hal ini disebabkan karena banyak faktor, seperti kurang baiknya bahan yang digunakan dan kurang sempurnanya  proses  pengelasan.  Pengujian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  cacat  permukaan  pada  pipa Carbonsteel dan  mengetahui  cacat  yang  timbul  setelah  pengelasan.  Pengujian  ini  dilakukan  dengan Non Destructive Test (NDT) menggunakan  metode Dye Penetrant  Testing . Pengujian  ini  menggunakan 3  jenis cairan, diantaranya; cleaner, penetrant, dan developer . Dari hasil pengujian ini kemudian akan diamati cacat- cacat apakah yang terjadi setelah pengelasan dan faktor-faktor apa saja yang mempengaruhinya. Dari hasil pengujian ini diketahui terdapat 10 titik lokasi cacat pada permukaan las pipa carbonsteel dengan jenis cacat rounded Indication yang kemudian ditindaklanjuti dengan mengelas ulang pada indikasi cacat tersebut.
Kata-kata kunci : Carbonsteel, Cacat Permukaan, NDT, Dye Penetrant test .

## PENDAHULUAN
Pada  proses  pengelasan  dalam  sistem  produksi,  sering  sekali  dijumpai  kecacatan  pada  material. Kecacatan tersebut terjadi bukan karena kebetulan, tetapi disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya yaitu  sumber  daya  manusia  yang  kurang  ahli,  sarana  dan  prasarana  yang  kurang  mendukung,  dan kualitas elektroda yang buruk (Heri, 2011). Untuk mengetahui kecacatan yang  terjadi pada material tersebut,  maka  metode  yang  sering  digunakan  adalah  NDT  ( Non Distructive  Test ). Non Destructive Testing (NDT)  dapat  diartikan  sebagai  pemeriksaan  yang  ditujukan  untuk  mengidentifikasi  adanya
cacat  atau  kelemahan  pada  bahan  material  tanpa  merubah  ataupun  menghancurkan  benda  atau spesimen (Moore, 1981). Pada dasarnya, pengujian ini dilakukan agar menjamin bahwa material yang kita  gunakan  masih  aman  atau  belum  melewati damage  tolerance (toleransi  kerusakan)  yang  di akibatkan oleh cacat - cacat logam (Wibowo, 2016). NDT terdiri dari beberapa metode yaitu: liquid penetrant inspection, eddy current, radiografi atau X-ray, magnetic particle inspection , dan ultrasonic inspection (Bagus, Rizal, Nisa, & Muhtadin, 2015). Dengan  menggunakan  NDT  ( Non  Distructive  Test )  banyak  manfaat  yang  didapat,  diantaranya adalah  biaya  dan  waktu.  Hal  itu  disebabkan  karena  pengujian  dengan  metode  NDT  tidak  merusak material  yang  diuji.  Sehingga  perusahaan  yang  melakukan  pengujian  tersebut  tidak  mengeluarkan biaya tambahan untuk mengganti material yang rusak. Selain itu, pengujian tidak memerlukan banyak waktu.  Sehingga  kegiatan  produksi  akan  semakin  optimal  (Fadhel  Adlansyah,  2013).  Metode  NDT telah  banyak  diterapkan  dalam  penanganan  kejadian  sehari-hari,  seperti  menentukan  cacat  pada pemeriksaan pipa gas (Kim, Yoo, & Park, 2017). Penelitian ini bertujuan  untuk mengetahui adanya cacat pada permukaan lasan (welding), menggunakan pengujian tanpa merusak atau Non Destructive Testing untuk tetap menjaga struktur material tersebut.

## METODE
Pelaksanaan ini dilakukan menggunakan NDT (Non Distructive Test) proses pengujian Dye Penetrant Test (NPT). Penelitian ini dirancang untuk memberikan dasar rasional untuk menilai penerimaan cacat yang terdeteksi oleh NDT dan untuk mengembangkan kriteria hukuman untuk kriteria NDT (Smith, Schneider, Bird, & Wall, 2018). Sebagai mana yang terdapat pada bagian diagram alir Gambar 1 yang menjelaskan rangkaian proses yang dilakukan  dan  tahapan-tahapan  yang  dilakukan.  Dimulai  dari  mengidentifikasi  masalah  sampai  dengan menyimpulkan hasil pengujian.
Gambar 1. Flow Chart Proses Pengujian dan Analisis

## Identifikasi Masalah
Identifikasi  masalah  berdasarkan  pengamatan  yang  telah  dilakukan  dalam  pengujian penetrant inspection menggunakan  metode Visible  penetrant pada  sambungan  las  pipa  logam  di  Balai  Basar Logam dan Mesin sebagaimana berikut :
1. Cahaya yang terang kisaran 20-100 Fc (100 Fc = 1000 LUX). Dalam pengujian ini, cahaya yang di pakai yaitu 1013 LUX atau 101,3 Fc.
2. Proses  pengujian  dilakukan  pada  sempel  uji  /  Blok  AB  untuk  mengengetahui  sensitivitas  dari penetrant tersebut.
3. Proses pembersihan sebelum dan sesudah pengujian sangatlah di perlukan untuk menghindari kotor atau pun korosi.

## Alat dan Bahan
Dalam pengujian ini dibutuhkan alat dan bahan seperti dalam Tabel 1 berikut.
TABEL 1. Alat dan Bahan No Bahan Keterangan 1 SKC – S AEROSOL (Cleaner/Remover)
17M15K
2 SKL – SP2 AEROSOL (Red Dye Penetrant) 18B09K
3 SKD – S2 AEROSOL (Developer)
18F10K
4 LUX Meter (Light Master LX-107)
5 Blok AB
6 Bahan/Objek Uji (Pipa Logam)

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil Pengujian
Dari  proses  pengujian  yang  telah  di  lakukan,  didapat  hasil  yang  sebelumnya  telah  dilakukan  uji dimensi pada logam dan lasan yang akan di uji terlebih dahulu, berikut  adalah dimensi pada Logam dan Las pada Penampang AB dan BA
TABEL 2 . Dimensi Logam dan Las Pada Penampang AB dan BA
Tebal (mm) Diameter pipa (mm) Lebar Las (mm) 7,53 169,42 14
Untuk mempermudah menganalisi Objek/benda Uji digambar kedalam bentuk sketsa Pipa Logam 3D  dan  Sketsa  2D  yang  terdapat  2  pandangan  atau  Penampang  AB  dan  BA  untuk  mempermudah inspeksi dan tidak tertukar antara cacat 1 dan cacat yang lain (Gambar 3).

## GAMBAR 3. Sketsa Pipa Logam
Setelah melakukan pengujian penetrant tes kemudian digambarkan 2D seperti Gambar 4 sebagai peta lokasi cacat yang tampak dari hasil pengujian, di dapat hasil seperti berikut.
GAMBAR 4. Sketsa 2D cacat permukaan
Dari Gambar 4 dapat diketahui bahwa jarak/lokasi cacat dari titik 0 pada Penampang AB dan BA adalah sebagai mana yang dijelaskan pada Tabel 3 dan 4 berikut.

## TABEL 3. Keterangan Cacat yang timbul pada Penampang AB
Cacat Ke- Lebar Las (mm) Lokasi Cacat Dari titik 0 (mm) Keterangan 1 14 53 Lokasi cacat berada pada jarak 53 mm dari titik 0 dan berada di titik 0 paling bawah. 2 14 68 Lokasi cacat berada pada jarak 68 mm dari titik 0 dan berada di titik 0 paling bawah. 3 14 86 Lokasi cacat berada pada jarak 86 mm dari titik 0 dan berada di titik 0 paling bawah. 4 14 150 Lokasi cacat berada pada jarak 150 mm dari titik 0 dan berada di titik 0 paling bawah. TABEL 4. Keterangan Cacat yang timbul pada Penampang BA
Cacat Ke- Lebar Las (mm) Lokasi Cacat Dari titik 0 (mm) Keterangan 5 14 25 Lokasi cacat berada pada jarak 25 mm dari titik 0 dan berada di titik 0 paling bawah. 6 14 60 Lokasi cacat berada pada jarak 60 mm dari titik 0 dan berada di titik 0 paling bawah.
7 14 68 Lokasi cacat berada pada jarak 68 mm dari titik 0 dan  berada  di  tengah  pada  jarak  5  mm  di  titik  0 paling bawah. 8 14 108 Lokasi cacat berada pada jarak 108 mm dari titik 0 dan berada di titik 0 paling bawah. 9 14 115 Lokasi cacat berada pada jarak 115 mm dari titik 0 dan berada di titik 0 paling atas. 10 14 235 Lokasi cacat berada pada jarak 150 mm dari titik 0 dan berada di titik 0 paling atas.
Dalam proses hasil pengujian penetrant didapat hasil cacat pada welding dan kemudian digambar pada sketsa 2D untuk mempermudah mengetahui cacat yang timbul, dan kemudian untuk dilakukan tindakan perbaikan cacat tersebut tanpa memperbaiki seluruh welding.

## Cacat Lasan Penampang AB
Dari hasil inspeksi ketika melakukan pengujian di dapat cacat pada penampang AB didapat seperti Gambar 5 - Gambar 9 berikut.
GAMBAR 5. Cacat Pada Permukaan Logam Penampang AB
GAMBAR 6. Cacat permukaan ke 1 di Penampang AB
GAMBAR 7. Cacat permukaan ke 2 di Penampang AB
GAMBAR 8. Cacat permukaan ke 3 di Penampang AB
GAMBAR 9. Cacat permukaan ke 4 di Penampang AB
Hasil  analisis  pada  Penampang  AB  ini  dapat  di  ketahui  bahwa  jenis  cacat  yang  terjadi  termasuk kedalam jenis cacat seperti Tabel 5 berikut.
TABEL 5. Jenis cacat Las yang timbul pada Penampang AB Cacat Ke- Jenis cacat Las 1 Round Indication 2 Round Indication 3 Round Indication 4 Round Indication

## Cacat Lasan Penampang BA
Dari  hasil inspeksi ketika  melakukan  pengujian  didapatkan  cacat  pada  penampang  BA  didapat seperti Gambar 10 berikut. Serta rincian tiap cacat logam digambarkan pada Gambar 11 – Gambar 15.
GAMBAR 10. Cacat Pada Permukaan Logam Penampang BA.
GAMBAR 11. Cacat permukaan ke 5 di Penampang BA
GAMBAR 12. Cacat permukaan ke 6 di Penampang BA
GAMBAR 12. Cacat permukaan ke 7 di Penampang BA
Gambar 13. Cacat permukaan ke 8 di Penampang BA
GAMBAR 14. Cacat permukaan ke 9 di Penampang BA
GAMBAR 15. Cacat permukaan ke 10 di Penampang BA
Hasil  analisis  pada  Penampang  BA  ini  dapat  diketahui  bahwa  jenis  cacat  yang  terjadi  termasuk kedalam jenis cacat seperti Tabel 6 berikut.
TABEL 6. Jenis cacat Las yang timbul pada Penampang BA Cacat Ke- Jenis cacat Las 5 Round Indication 6 Round Indication 7 Round Indication 8 Round Indication 9 Round Indication 10 Round Indication

## Pembahasan Data
Dari data  yang didapat dan  diindikasikan bahwa cacat las di semua cacat permukaan dari proses Penetrant Test yang timbul baik itu di Penampang AB maupun di Penampang BA dapat digolongkan kedalam jenis cacat Round Indication (Cacat Bulat). Verifikasi penggolongan cacat dari logam tersebut dilakukan dengan melakukan verifikasi oleh Instruktur NDT Level II.
Cacat  jenis  ini  merupakan  cacat  las  yang  diperbolehkan  apabila  dimensi/ukuran  panjang  cacat masih berada pada cacat maksimum sesuai kriteria keberterimaan yang digunakan, contoh: lubang  – lubang  mikro (Porosity).  Porosity biasanya  terjadi  karena  Elektroda  yang  digunakan  masih  lembab atau terkena air, arus pengelasan terlalu rendah, travel Speed terlalu tinggi, adanya zat pengotor pada benda kerja seperti karat minyak, air dan lain-lain (Wibowo, 2016).
Untuk menangani jenis cacat porosity ini biasanya dengan memastikan elektroda yang digunakan sudah  dioven  (dikeringkan)  karena  elektroda  adalah  komponen  yang  sangat  penting  dalam menghasilkan kualitas pengelasan yang baik, elektroda yang tidak disimpan dengan baik dapat bereaksi dengan uap air yang berada di udara sehingga menyebabkan bertambahnya kadar hidrogen (H 2 ) yang terkandung pada elektroda tersebut. Kadar hidrogen yang berlebihan pada elektroda dapat mengurangi ketangguhan  dan  menurunkan  kekuatan  tarik,  kemudian  ampere  yang  dipakai  disesuaikan  dengan prosedur  atau  rekomendasi  dari  produsen  elektroda  yang  sesuai  berdasarkan  ASME  IX  (Houle  & McGuire, 2002; Wibowo, 2016).
Mempersiapkan pengelasan dengan benar dan memastikan tidak ada pengotor dalam benda kerja. Karena  dapat  mengakibatkan  kurang  maksimalnya  hasil  penegelasan,  serta  pada  material  tertentu panas  tidak  boleh  terlalu  tinggi  karena  dapat  berakibat  pada  terjebaknya  gas-gas  udara  di  dalam welding  yang  akan  menimbulkan  lubang  -  lubang  kecil,  juga  jangan  terlalu  rendah  karena  dapat menimbulkan retak ketika telah dingin atau pun kurang maksimalnya penegelasan (Houle & McGuire, 2002).  Dalam  memperbaiki (repair) welding yang  telah  terindikasi  cacat  maka  dilakukan  kembali proses pengelasan yang sebelumnya bahan/objek uji yang telah ditentukan lokasi cacat tersebut tanpa harus melakukan penegelasan ulang (perbaikan Las) pada seluruh lasan.
Dalam  proses  pengelasan  ini werlder dituntut  untuk  memiliki  pengetahuan  yang  cukup  untuk melakukan  proses  pengelasan  sesuai  dengan  prosedur  acuan  ASME  Section  IX  (sembilan)  yang membahas  tentang  kualifikasi  Juru  las  ( welder ).  Dalam  penentuan  cacat  logam,  NDT  dapat  pula dilakukan  dengan  menggunakan Radiography  Test untuk  mendapatkan  data  yang  lebih  spesifik (Senthil, Parameshwaran, Nathan, & Karthi, 2019).

## KESIMPULAN
Dari data yang didapatkan, diindikasikan bahwa cacat las di permukaan logam dari proses Penetrant Test yang  timbul  di  Penampang  AB  maupun  di  Penampang  BA  dapat  teridentifikasi  kedalam  jenis cacat Round Indication (Cacat Bulat). Cacat ini timbul karena elektroda yang digunakan masih lembab atau terkena air, arus pengelasan terlalu rendah, travel Speed terlalu tinggi, atau adanya zat pengotor pada benda kerja seperti karat, minyak, dan air.

## REFERENSI
Bagus, M., Rizal, S., Nisa, R., & Muhtadin. (2015). Praktikum Pengetahuan Bahan Teknik, NDT (Non Destructive Test) . Madura: Universitas Trijoyo Madura.
Fadhel  Adlansyah.  (2013).  Non-Destructive  Testing  (NDT).  Retrieved  July  8,  2019,  from https://blogs.itb.ac.id/fadheladlansyah/2013/10/25/non-destructive-testing-ndt/
Heri,  W.  (2011). Pengujian  LAS  -  NDT .  Yogyakarta:  Fakultas  Teknik  Universitas  Negeri  Negeri Yogyakarta.
Houle,  M.  J.,  &  McGuire,  R.  D.  (2002). CASTI  Guidebook  to  ASME  Section  IX  -  Welding Qualifications . Engineering . Edmonton: CASTI Publishing Inc.
Kim, H. M., Yoo, H. R., & Park, G. S. (2017). Analysis of the Magnetic Characteristics in MFL Type NDT System for Inspecting Gas Pipelines. AETA 2016: Recent Advances in Electrical Engineering and Related Sciences. AETA 2016. Lecture Notes in Electrical Engineering , 415 , 319–324. Moore, H. D. (1981). Materials and Processes for NDT Technology . Materials and Processes for NDT Technology . Columbus: The American Society for Nondestructive Testing.
Senthil, S. M., Parameshwaran, R., Nathan, S. R., & Karthi, S. (2019). Non-Destructive Testing and Evaluation  of  Friction  Stir  Welded  AA6063  Circularly  Butted  Pipes. Russian  Journal  of Nondestructive Testing , 55 (12), 957–966.
Smith, A. T., Schneider, C. R. A., Bird, C. R., & Wall, M. (2018). Use of Non-destructive Testing for Engineering Critical Assessment: background to the advice given in BS 7910:2013. International Journal of Pressure Vessels and Piping , 1–12.
Wibowo,  A.  (2016).  Macam-Macam  Cacat  Las.  Retrieved  October  25,  2020,  from http://eprints.uny.ac.id/52508/84/76866500-Macam-Macam-Cacat-Las-Welding-Defects.pdf