QUALITY CONTROL DAN NDT PADA HEAT EXCHANGER
Kualitas, kesesuaian produk dengan spesifikasi dan persyaratan pelanggan, menjadi kata kunci industri di banyak bagian dunia selama dua dekade terakhir. Daya saing di pasar, keamanan dan konsekuensinya, kegagalan produk, dan undang-undang yang berkembang terkait dengan produksi produk yang dikenal sebagai tindakan perlindungan konsumen telah menjadi faktor penting dalam mencapai kualitas tinggi.
Untuk heat exchanger dan bejana tekan, pengendalian kualitas (quality control/QC) berfungsi menghindari konsekuensi kegagalan, yang dapat menjadi bencana besar bagi lingkungan sekitar. Cacat pada komponen kritis dapat meningkatkan kemungkinan kegagalan.
Quality Assurance (Jaminan Kualitas)
Quality assurance (QA) adalah pembentukan sistem QC untuk menjamin tingkat kualitas yang diperlukan produk dari bahan baku desain melalui fabrikasi, perakitan akhir, dan pengiriman. QA terdiri dua aspek: (1) QC dan (2) administrasi kualitas. Administrasi mutu sebagai upaya organisasi yang sistematis secara efektif menerapkan standar kualitas oleh personel yang terlatih dan berkualifikasi untuk penjaminan kualitas.
QA yang baik terdiri dari lima elemen dasar: (1) pencegahan, (2) pengendalian, (3) jaminan, (4) korektif tindakan, dan (5) kualitas audit. QA didasarkan pada perencanaan sistematis, pengujian, analisis, dan dokumentasi di semua fase selama pembuatan suatu produk. Hal ini dimulai dengan perumusan spesifikasi meluas melalui perencanaan, desain, pengembangan, produksi, peninjauan, pengujian, komisioning, layanan purna jual, dan evaluasi kinerja produk. Dalam perusahaan yang terorganisir dengan baik dengan sistem QA yang mapan, setiap manajer dalam organisasi mengetahui tanggung jawabnya dan memiliki kompetensi yang dibutuhkan.
ASME Code untuk Heat Exchanger
Penjelasan QA yang komprehensif diatur dalam edisi pertama ASME Bagian III pada tahun 1970. Persyaratan “sistem QC” wajib tercantum dalam Lampiran 10 Kode ASME Bagian VIII, Div. 1. Sesuai Kode ASME, pabrikan atau perakit harus memiliki dan memelihara sistem QC yang akan menetapkan bahwa semua persyaratan kode, termasuk untuk bahan, desain, fabrikasi, pemeriksaan kapal dan bagian kapal, dan inspeksi, akan dipenuhi. Sistem QC harus mencakup: fitur berikut: (1) wewenang dan tanggung jawab, (2) organisasi, (3) gambar, perhitungan desain, dan pengendalian spesifikasi, (4) pengendalian material, (5) program pemeriksaan dan inspeksi, (6) koreksi ketidaksesuaian, (7) pengelasan, (8) NDT, (9) perlakuan panas, (10) kalibrasi pengukuran dan peralatan uji, (11) penyimpanan catatan, (12) formulir contoh, (13) pemeriksaan bejana dan bagian bejana, dan (14) pemeriksaan katup pelepas tekanan.
Inspeksi
Istilah inspeksi dapat didefinisikan sebagai proses pemeriksaan bahan atau produk jadi menggunakan instrumen untuk menilai kualitas suatu produk.
Selama proses produksi, inspeksi memiliki tiga tujuan utama:
- memberikan jaminan bahwa tidak ada cacat, menunjukkan manufaktur berada di atas standar yang disyaratkan dalam spesifikasi.
- memberikan jaminan bahwa tidak ada cacat yang dapat menghambat pemrosesan selanjutnya
- memberikan jaminan bahwa tidak ada cacat pada komponen lengkap yang akan menimbulkan masalah keamanan
Pada tahap desain awal, kriteria kinerja dan pemilihan material harus dibuat kompatibel dengan NDT (non-destructive testing), dan tujuannya harus menyediakan aksesibilitas maksimum untuk inspeksi baik selama fabrikasi dan dalam pengerjaan. Desain harus mencakup inspeksi di area kritis di mana fabrikasi proses cenderung memperlihatkan cacat atau di mana kondisi kerja akan memaksakan tekanan kritis.
NDT (Non-destructive Testing)
NDT merupakan bagian yang paling penting dari program QA industri apapun. Teknik NDT mengukur dan mengevaluasi efektivitas prosedur, bahan sebelum jadi, waktu proses, dan setelah fabrikasi dan keseluruhan rakitan dan sub-rakitan. NDT melibatkan pemeriksaan permukaan dan pemeriksaan volumetrik, identifikasi dan komposisi bahan, karakteristik kualitas coran dan tempa, cacat pengelasan seperti retak, rongga, dan inklusi, porositas, kurangnya penetrasi, kurangnya fusi, kurangnya ikatan, undercut, laminasi dalam penggulungan dan penempaan, inklusi laminar, dan delaminasi dalam komponen, dan perengkahan yang dibantu lingkungan seperti perengkahan dan tegangan yang diinduksi hidrogen korosi retak, dll, dapat diuji dengan metode NDT. Tanpa sarana NDT yang efektif, mungkin tidak mungkin untuk membangun banyak struktur utama yang berkualitas. Metode NDT yang paling umum digunakan adalah VT, dye penetrant testing (PT), partikel magnetik pengujian (MT), pengujian radiografi (RT), UT, pengujian emisi akustik (AET), pengujian arus eddy (ET), dan LT. Selain itu, ada metode NDT lainnya, seperti radioskopi, pencitraan termal, tomografi komputer, dan holografi, yang digunakan untuk aplikasi khusus.
Jenis NDT yang Umum
| Metode | Prinsip | Aplikasi | Kelebihan | Kekurangan |
| Visual Inspection | Biasanya dilakukan dengan menggunakan mata telanjang. Efektifitas dapat ditingkatkan dengan bantuan peralatan khusus. | menentukan kondisi permukaan komponen, penguatan, dan undercutting las, keselarasan permukaan, kebocoran. | NDT termurah, berlaku di semua tahap konstruksi atau manufaktur, tidak membutuhkan pelatihan ekstensif, hasil instan | Terbatas hanya pada inspeksi permukaan, Memerlukan pencahayaan yang baik Membutuhkan penglihatan yang baik |
| Liquid penetrant | Liquid penetrant adalah penarikan cairan ke permukaan cacat oleh aksi kapiler. Pewarna fluoresen mengindikasikan kecacatan. | Deteksi permukaan diskontinuitas seperti seperti retak, jahitan, putaran, tutup dingin, laminasi, dan porositas. | Murah, portabel. Sangat peka. independen dari magnet dan sifat listrik bahan. Sederhana untuk digunakan. | Terbatas untuk deteksi permukaan pecah diskontinuitas. Tidak berlaku untukbahan berpori, membutuhkan akses untuk pra dan pasca pembersihan , permukaan tidak teratur menyebabkan adanya indikasi tidak relevan indikasi, penetran permukaan harus basah. |
| Magnetic Particle | Deteksi permukaan dan cacat bawah permukaan dengan mendistorsi magnet | Pengecekan Retak, putaran, rongga, porositas, dan inklusi ,diskontinuitas pada atau dekat permukaan feromagnetik | Murah, portabel, cocok untuk skala besar, Benda tidak bergerak sehingga peralatan mudah beroperasi, hasil instan, sensitif terhadap permukaan dan di bawah permukaan diskontinuitas | Hanya berlaku untuk bahan feromagnetik, Tidak peka terhadap cacat internal, Memerlukan magnetisasi dan demagnetisasi dari bahan yang diperiksa, Memerlukan catu daya untuk magnetisasi, Bahan dapat terbakar selama magnetisasi. |
| Ultrasonic | Cacat memantulkan gelombang ultrasonic melalui bahan. Selisih waktu sebelum gema dan setelah dapat menentukan lokasi cacat. | Cocok untuk pengukuran ketebalan , deteksi pemutusan, retak, rongga, porositas, inklusi, laminasi, dan delaminasi, kekurangan ikatan antara berbeda bahan, dll. | Mampu mendeteksi cacat internal, sangat sensitif terhadap planar jenis diskontinuitas, cocok untuk otomatisasi, peralatan portabel dan cocok untuk inspeksi lapangan, hasil langsung, Komputerisasi peralatan bisa menghasilkan gambar C-scan | Inspektur terlatih diperlukan, referensi standar dibutuhkan, Memerlukan penggunaan couplan untuk meningkatkan transmisi suara, Memerlukan kalibrasi. |
| Radiografi | Logam menyerap sinar-x dan sinar gamma. Cacat dan bagian tipis menyerap sedikit sinar, sehingga lebih banyak serangan radiasi film. Cacat muncul sebagai bayangan gelap | Dapat mendeteksi rongga, porositas, inklusi, dan retakan pada coran dan pengelasan di berbagai macam bahan, ukuran, dan bentuk. Cacat pengelasan seperti kurangnya fusi, kurangnya penetrasi, retak, undercut, cekungan las, cembung, penipisan, porositas, dll | Mampu mendeteksi permukaan, bawah permukaan, dan internal diskontinuitas. Rekaman permanen termasuk bukti dari tes yang prosedur yang tepat, Berlaku untuk hampir semua bahan, peralatan portabel | Radiasi itu berbahaya, Metode mahal, tidak mampu mendeteksi laminar diskontinuitas, beberapa peralatannya banyak, membutuhkan listrik, Memerlukan personel terlatih di radiografi. |
| Eddy Current | Arus alternatif yang mengalir dalam kumparan, memeriksa ke dekat permukaan konduktor , menginduksi arus pusaran yang mengalir di bahan. Setiap diskontinuitas mengubah aliran normal arus eddy sehingga dapat terdeteksi. | Bahan konduktif berpenampang melintang konstan; khususnya pipa/tabung inspeksi. | Inspeksi sistem dapat dengan mudah menjadi otomatis, peralatan portabel dan cocok untuk lapangan, beberapa peralatan dibuat khusus untuk pengukuran (misalnya, konduktivitas, kedalaman retak, dll). Cukup cepat untuk inspeksi online terus menerus. | Seringkali terlalu sensitif terhadap parameter tidak penting, bahan harus bersifat magnetis jenuh untuk meminimalkan efek dari permeabilitas, Membutuhkan personel berpengalaman. |
| Acoustic Emission | Bahan memancarkan getaran akustik pada retak dan deformasi plastis. Sensor suara mendeteksi kecacatan | Pemantauan dari bejana tekan, Pemantauan las overlay dan kejutan termal. Struktur pesawat, pengelasan , retak korosi | Pemantauan AE lebih cepat dari ultrasonik karena sensornya tidak perlu dipindahkan ke atas seluruh permukaan yang diperiksa. | Deformasi plastik selama tes tidak dapat diubah, test tidak bisa diulang, pengeujian tidak bisa menentukan sumber emisi. |
Selain metode QC dan NDT, terdapat metode lain yang cukup terkenal untuk mendesain heat exchanger yang berkualitas. Salah satu metode yang paling umum untuk mendesain suatu sistem heat exchanger adalah menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD), yaitu metode menyelesaikan persamaan-persamaan mekanika fluida bahkan reaksi kimia menggunakan komputer, sehingga diperoleh hasil yang komprehensif dan detail. >> Klik di sini untuk mempelajari selengkapnya tentang CFD!
Bagi anda insinyur teknik mesin yang ingin meningkatkan skill di bidang heat exchanger atau mechanical secara umum, Kami juga menyediakan solusi yaitu training dengan topik-topik seputar mechanical engineering dengan trainer yang sudah sangat berpengalaman di bidangnya untuk meningkatkan skill dan kompetensi anda sebagai seorang engineer profesional. Untuk list training mechanical engineering >>klik di sini!
>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL HEAT EXCHANGER LAINNYA!
Kontributor: Daris Arsyada
Sumber:
Thulukkanam, Kuppan. 2013. Heat Exchanger Design Handbook Second Edition. New York: CRC Press.
Leave a Reply
Want to join the discussion?Feel free to contribute!