Τι είναι το Autofrettage;

Στην κατασκευή μετάλλων, το autofrettage αναφέρεται στη διαδικασία κατά την οποία τα μεταλλικά δοχεία πίεσης υπόκεινται σε τεράστια πίεση προκειμένου να ενισχυθεί το δοχείο για βιομηχανική χρήση. Αυτή η διαδικασία αυξάνει επίσης την ανθεκτικότητα του μετάλλου που αποτελεί το δοχείο. Ο στόχος της διαδικασίας αυτόματου φρέζας είναι να προκληθεί υπολειμματική τάση συμπίεσης για να βρεθεί το σημείο πίεσης στο οποίο αρχίζει να κάμπτεται το μέταλλο. Αφού βρεθεί το μέγιστο όριο ελαστικότητας, το δοχείο πίεσης επανεξετάζεται και διαμορφώνεται εκ νέου για να αυξήσει την ποσότητα της συμπιεστικής υπολειπόμενης τάσης που μπορεί να χειριστεί σε μελλοντική χρήση, αποτρέποντας την κόπωση.

Υπάρχουν πολλά βήματα στη διαδικασία κατασκευής μετάλλων με αυτόματο φροντιστήριο. Πρώτον, το μεταλλικό μέρος τοποθετείται σε ένα εξάρτημα είτε από ένα μέλος της ομάδας έρευνας και ανάπτυξης του εργοστασίου είτε από ένα μηχάνημα. Στη συνέχεια, χρησιμοποιείται μια ασπίδα ασφαλείας για την προστασία του χειριστή από τυχόν υποπροϊόντα που μπορεί να παραχθούν από τη διαδικασία αυτόματου φροντιστηρίου. Μόλις ασφαλιστεί η ασπίδα, το δοχείο θα γεμίσει με νερό ή μια ουσία με βάση το πετρέλαιο. Τέλος, μια μηχανή που εντείνει την πίεση θα ασκήσει πίεση στο εξάρτημα, θα κρατήσει για αρκετά δευτερόλεπτα και θα απελευθερώσει την ασκούμενη πίεση.

Ένα εξάρτημα έχει αυτοφροντισθεί μόλις αυτή η διαδικασία βήμα προς βήμα έχει περάσει από αρκετούς κύκλους. Στη συνέχεια, οι επιστήμονες έρευνας και ανάπτυξης καταγράφουν σημαντικά δεδομένα, όπως το ύψος της πίεσης που εφαρμόζεται, το όριο ελαστικότητας και άλλα. Χρησιμοποιείται εξειδικευμένο λογισμικό για τη συλλογή πληροφοριών σχετικά με στατιστικούς ελέγχους κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Η τεχνική autofrettage επιτρέπει στην ομάδα να προ-εντάξει μια σειρά από εξαρτήματα και να τα προετοιμάσει ώστε να διαχειριστούν οποιαδήποτε πίεση μπορεί να υποστούν κατά τη λειτουργία, είτε λόγω πίεσης, θερμοκρασίας ή επαναλαμβανόμενης πίεσης χρήσης.

Το αυτοφρακτωμένο μέταλλο υφίσταται ακραία πίεση που είναι αρκετά υψηλή ώστε να λυγίσει το τμήμα του δοχείου πίεσης, αλλά όχι αρκετά υψηλή ώστε να ραγίσει ή να σπάσει με άλλο τρόπο το εξάρτημα. Εκτός από τη χρήση σε βιομηχανίες όπου τα δοχεία υπό πίεση είναι ζωτικής σημασίας, όπως η αεροναυτική και η πετροχημική βιομηχανία, η αυτόματη φρέζα εξακολουθεί να χρησιμοποιείται στην κατασκευή κάννης όπλων. Στην πραγματικότητα, η ιστορία του autofrettage ξεκινά με τη γαλλική πολιτοφυλακή το 1800, οι οποίοι χρησιμοποίησαν την τεχνική για να βελτιστοποιήσουν την αντοχή και τη διάρκεια ζωής του όπλου και των καννών τους.

Οι πρακτικές εφαρμογές αυτής της τεχνικής είναι πολλές. Χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση βαρέων σωλήνων που υφίστανται επαναλαμβανόμενη, κυκλική φόρτιση και επομένως είναι επιρρεπείς σε φθορά. Τα δημοφιλή εξαρτήματα που χρησιμοποιούν αυτού του είδους τους βαρείς σωλήνες περιλαμβάνουν: ράγες καυσίμου και γραμμές καυσίμου, υδραυλικοί κύλινδροι, εξαρτήματα κοιτασμάτων πετρελαίου, κύλινδροι εκτόξευσης νερού και βαλβίδες ελέγχου.