Ujian Zarah Magnet ( Magnetic Particle Testing - MT)
Ujian zarah magnet merupakan antara kaedah ujian yang dilakukan bagi mengesan kecacatan yang terjadi pada bahagian atas dan di bawah kumai kimpalan. Antara kecacatan yang dapat dikesan ialah keretakan, keselitan sangga, keliangan dan kurang leburan pada logam ferus.
gambar foto: Ujian MT pada sambungan kimpalan
Prinsip ujian yang dilakukan ialah dengan mengalirkan arus Ulang Alik (AC) atau arus Terus (DC) ke benda kerja menggunakan prob atau Yorke. Tujuannya adalah untuk menghasilkan medan magnet didalam spesimen yang hendak diuji. Selain dari itu, blok magnet kekal (Permanents Magnet) juga boleh digunakan untuk tujuan tersebut.
|
Gambarajah: Ganguan medan magnet |
Spesimen ujian yang Feromagnetik boleh dimagnetkan oleh peralatan khas iaitu magnetic Yorke, Prob atau magnet kekal. Jika spesiment tersebut berlaku tidak keselanjaran, maka ketidak selanjaran tersebut akan menganggu medan magnet yang mengalir melalui spesimen menyebabkan medan magnet bocor.
Bagaimana Ujian Zarah Magnet berkerja.
Zarah atau serbuk besi halus samada berbentuk kering atau basah akan ditaburkan /spray keatas spesimen yang telah dialirkan magnet akan membentuk medan magnet normal. Jika ada ketidak selanjaran di sebabkan oleh kecacatan kimpal seperti keretakan akan menyebabkan zarah halus tersebut tertarik kepada medan magnet yang terbocor. Zarah halus tersebut akan berkumpul untuk membentuk secara terus seperti kecacatan yang terjadi. Rujuk gambarajah
|
Gambarajah :Zarah halus besi berkumpul pada bahagian keretakan |
Prinsip Sifat MagnetikPrinsip sifat magnetik ialah situasi atom yang akan berkumpul sebagai domain magnetik. Setiap domain adalan mempunyai haluan yang dikenali sebagai khutub utara dan khutub selatanya sendiri.
Kedudukan Domain
Domain yang diletakkan secara rawak adalah bahan yang tidak bermagnet (Rajah a). Domain yang selari dalam medan magnet sedia ada pula adalah bahan yang bermagnet. (Rajah b).
|
Rajah a : Domain bahan tidak bermagnet |
|
Rajah b : Domain bahan Bermagnet |
Konsep Kemagnetan (Magnetism)
Definisi sifat kemagnetan adalah dimana satu fenomena bahan tertentu yang menarik bahan lain seperti kepingan besi kepada dirinya sendiri. keupayaan bahan tertentu menarik atau menolak bahan tertentu adalah akibat dari kongifurasi atom.
|
Gambarajah: Sifat kemagnetan |
Medan magnet (Magnetic Force)
Garisan daya magnet akan membentuk garisan melengkung medan magnet (Magnetic force) seperti yang ditunjukkan dalam gambarajah. Setiap magnet yang domain dan kongifurasi atomnya yang selari maka pada bahagian hujungnya akan membentuk khutub utara dan khutub selatan. Jika pertembungan khutub yang sama ianya akan menolak manakala jika bertembung khutub yang berbeza sifatnya ialah akan menarik. Garisan medan magnet ini akan sentiasa berada dalam situasi selari selagi tiada ganguan. Situasi ini digunakan untuk menguji sambungan kimpalan yang mempunyai sifat kemagnetan (magnetism) samada terdapat kecacatan didalamya atau tidak.
Bentuk lain magnet
Terdapat juga magnet kekal yang berbentuk seperti bar, tapak kuda atau magnet berbentuk gegelang
Ciri-ciri bahan
Kemagnetan bahan dapat diklasifikasikan kepada tiga kumpulan yang utama iaitu:
- Diamegnetic - Kecenderungan kecil dan negative terhadap medan magnet. Contohnya seperti kuprum, titanium, perak, emas, air, gas dan kebanyakan dari bukan logam.
- Paramegnetic - Kerentanannya kecil dan bersifat posotive kepada magnet. Contohnya seperti Aluminium, magnesium, Austenitic stainless steel, molybdenum, lythium, oxygen dan tantalum.
- Feromegnetic - Kerentananya besar dan positif kepada kemagnetan. Daya tarikan yang kuat kepada medan magnet. Sifat kemagnetanya adalah kekal. Contohnya seperti Besi (Iron), Nikel dan Colbat .
Kebocoran aliran magnet (Flux leakage)
kebocoran aliran magnet terjadi akibat dari kebolehtelapan atau berlakunya perubahan kepada sifat metalurgi bahan. Kebocoran aliran magnet akan menyebabkan medan magnet terganggu dan mewujudkan perubahan pada garisan medan megnetnya, rujuk rajah kebocoran aliran magnet / kebocoran fluk
|
rajah: Kejadian kebocoran fluk |
Rajah ini akan membantu anda memahami bagaimana situasi ini dapat memberi gambaran sebenar apabila melakukan ujian zarah magnet (Magnetic Particle Test) pada sambungan kimpalan.
Jika tiada kecacatan, maka aliran medan magnetnya adalah selari manakala jika terdapat kecacatan maka medan magnetnya akan terganggu seolah terbentuk khutub utara dan khutub selatan antaranya.
Jika fenomena ini terjadi, samada serbuk besi halus kering atau black oxid basah yang diaplikasikan di permukaanya, maka ianya akan berkumpul mengikut bentuk kecacatan yang berlaku.
|
gambarajah: zarah magnet tekumpul pada bahagian kecacatan |
Pemagnetan magnet Kekal
|
Gambarajah:Kaedah ujian zarah magnet
|
Magnetic Yoke
Magnetic yoke merupakan alat yang berfungsi mengalirkan aliran magnet bagi menghasilkan medan magnet pada "kupon" atau spesimen yang hendak diuji. Arus yang digunakan samada Arus Ulang Alik (AC) atau arus terus (DC). Magnetic yoke yang menggunakan arus Ulang Alik (AC) menghasilkan aliran penusukan yang cetek berbanding megnetic yoke yang menggunakan Arus Terus (DC). Sebelum dilakukan ujian, magnetic yoke perlulah diuji tahap kekuatanya dengan menggunakan blok ujian. Rujuk gambarajah.
|
AC electromagnetic Yoke |
|
DC eletromagnetic Yoke |
Medan magnet boleh dihasilkan dalam spesimen samada dalam bentuk membujur atau membulat. Keadaan medan magnet boleh ditentukan berdasarkan kaedah yang digunakan untuk memagnetkan spesimen. Medan magnet membujur mempunyai garis daya magnet yang selari dengan paksi bahagian tersebut. Medan magnet bulat pula daya magnet yang berjalan mengelilingi bahagian spesimen.
|
Antara kaedah ujian zarah magnet menggunakan aliran magnet gegelangan |
Dua Jenis Zarah magnet ialah:
|
Gambar: Contras paint dan wet Black oxid/Black ink |
- Zarah magnet Kering (Dry magnetic Particle)
- Zarah magnet basah (Wet magnetic Particle)
Zarah magnet kering
Zarah magnet kering dibekalkan dalam pelbagai variasi warna. Warna yang menghasilkan kontras yang tinggi terhadap latar belakang amat sesuai dan berkesan digunakan untuk ujian zarah magnet.
Kecacatan yang ada akan kelihatan lebih jelas.
Zarah magnet kering boleh dilihat dengan jelas
dalam cahaya terang/cahaya lampu putih.Zarah magnet kering dibekalkan dalam pelbagai variasi warna. Warna yang menghasilkan kontras yang tinggi terhadap latar belakang amat sesuai dan berkesan digunakan untuk ujian zarah magnet.
|
Rajah: Contoh Zarah Magnet basah jenis gelap
|
Zarah magnet basah
Zarah magnet basah pula mudah kelihatan atau pendafluor. Zarah pendafluor boleh dilihat dengan jelas dalam cahaya yang malap tau gelap.
|
Rajah: Zarah magnet basah pendafluor |
Teknik Melakukan Ujian Zarah magnet
- Membersih permukaan Kupon/spesimen ujian
- Menyapukan/menyemburkan lapisan nipis kontras putih (White contras) pada bahagian permukaan yang diuji
- Apabila cat kontras kering, letakkan magnetic yoke secara melintang pada kedudukan 90ᵒ ke paksi kimpalan
- Sapu/semburkan dakwat hitam (Black ink/Wet magnetic particle)
- Mentafsir kawasan ujian/memerhati secara visual untuk mengesan jika ada kecacatan "keretakan membujur"
- Memutarkan kedudukan magnetic yoke kearah membujur untuk melihat kecacatan keretakan melintang
- Mentafsir kawasan ujian/memerhati secara visual untuk mengesan jika ada kecacatan "keretakan melintang"
- Membersihkan semula (Kupon) spesimen ujian.
|
Gambar :Melakukan Ujian Zarah Magnet |
Mentafsirkan Petunjuk
Selepas menghasilkan medan magnet pada spesimen, tanda-tanda yang terbentuk mestilah ditafsirkan. Proses ini memerlukan penelitian pemeriksa bagi memastikan petunjuk yang berkaitan atau yang tidak berkaitan.Imej dari gambarajah berikut adalah contoh petunjuk yang dihasilkan dari ujian tersebut
Kelebihan Ujian Zarah Magnet
- Boleh mengesan kecacatan kimpalan di bawah permukaan kumai dengan berkesan.
- Proses ujian dilakukan adalah lebih cepat disebabkan tiadanya masa menunggu/sela masa (duel time)
- Pembersihan permukaan bahagian diuji adalan pada tahap minima.
- Tidak memerlukan operator yang berkrmahiran tinggi.
- Tidak mendatangkan keadaan berbahaya kepada pengendali dan persekitaranya
- Kos kendalian adalah rendah,
- Boleh menggunakan magnet kekal jika tiada sumber bekalan elektrik
- Mudah alih, sesuai untuk melakukan ujian dalam pelbagai kedudukan dan lokasi
Contoh hasil ujian
Contoh spesimen selepas ujian menunjukkan terdapat keretakan membujur pada permukaan kumai kimpalan
Penyahmagnetan
Spesimen yang telah dilakukan ujian zarah magnet perlulah dinyahkan magnet yang tersisa supaya spesimen tersebut tidak menganggu penghasilan pembuatan kompenan yang berikutnya. Antara sebab lain juga dikhuatiri menggangu kerja kimpalan seterusnya. Sisa magnet juga akan menganggu tolok pengukuran yang sensitif pada magnet termasuk dalam operasi pemesinan. Zarah yang terurai dari pelelas akan melekat pada permukaan kompenan yang akan menganggu dan meningkatkan daya haus pada kompenan kenderaan, gear atau galas bebola.
Tindakan Penyahmagnetan.
Penyahmagnetan dilakukan dengan medan magnet sisa diterbalikkan dan dikurangkan. Proses ini akan mengubah aliran domain magnet hingga mengurangkan kekuatan sisa magnet ketahap boleh diterima. Kaedah yang boleh dilakukan adalah dengan memagnetkan secara sambil lalu magnetic yoke di atas permukaan spesimen dari pelbagaikan arah dan sudut secara melintang dan membujur beberapa kali.
|
Rajah: Prinsip Memagnetan dan Menyahmagnetan |
Bagi kompenan kecil, untuk tujuan pengnyahmagnetan bolehlah dilakukan menggunakan Unit Nyah Magnet. Bagi memastikan kompenan telah dinyahmagnetkan, tolok khas digunakan untuk mengukur tahap baki sisa magnet yang ada. Rujuk rajah.
|
Gambar :Demagnetization Unit |
|
Mengukur sisa magnet |
Laporan Ujian.
Dapatan dari ujian yang dilakukan hendaklah didokumentasikan sebagai dokumen laporan untuk tujuan rujukan kepada pihak yang berkepentingan.
|
Rajah : Contoh laporan plat sambungan temu bahagian root view
|
|
Rajah : Contoh laporan plat sambungan temu bahagian cap view
|