Dans la fabrication des métaux, l’autofrettage fait référence au processus par lequel les récipients sous pression en métal sont soumis à d’énormes quantités de pression afin de renforcer le récipient pour une utilisation industrielle. Ce procédé augmente également la durabilité du métal qui constitue la cuve. L’objectif du processus d’autofrettage est d’induire une contrainte résiduelle de compression pour trouver le point de pression auquel le métal commence à se plier. Une fois la limite élastique maximale trouvée, le récipient sous pression est réexaminé et reconfiguré pour augmenter la quantité de contrainte résiduelle de compression qu’il peut supporter lors d’une utilisation future, évitant ainsi la fatigue.
Le processus de fabrication de métal par autofrettage comporte plusieurs étapes. Tout d’abord, la pièce métallique est placée dans un montage soit par un membre de l’équipe de recherche et développement de l’usine, soit par une machine. Ensuite, un bouclier de sécurité est utilisé pour protéger l’opérateur de tout sous-produit pouvant être produit par le processus d’autofrettage. Une fois le bouclier sécurisé, le navire sera rempli d’eau ou d’une substance à base de pétrole. Enfin, une machine qui intensifie la pression appliquera une pression sur la pièce, maintiendra plusieurs secondes et relâchera la pression appliquée.
Un composant a été autofretté une fois que ce processus étape par étape est passé par plusieurs cycles. Par la suite, les scientifiques de la recherche et du développement enregistrent des données importantes, telles que la quantité de pression appliquée, la limite élastique, etc. Un logiciel spécialisé est utilisé pour recueillir des informations sur les contrôles statistiques au cours du processus. La technique d’autofrettage permet à l’équipe de précontraindre une série de composants et de les conditionner pour gérer toute contrainte qu’ils peuvent subir pendant le fonctionnement, que ce soit par la pression, la température ou des contraintes d’utilisation répétitives.
Le métal autofretté subit une pression extrême suffisamment élevée pour plier la partie du récipient sous pression, mais pas suffisamment pour fissurer ou casser la pièce. En plus de son utilisation dans les industries où les navires pressurisés sont critiques, telles que les industries aéronautiques et pétrochimiques, l’autofrettage est toujours utilisé dans la fabrication de canons d’armes à feu. En fait, l’histoire de l’autofrettage commence avec les milices françaises dans les années 1800, qui ont utilisé cette technique pour optimiser la durabilité et la durée de conservation de leurs canons et de leurs canons.
Les applications pratiques de cette technique sont nombreuses. Il est utilisé pour conditionner des tubes lourds qui subissent des charges cycliques répétitives et sont donc sujets à l’usure. Les composants populaires qui utilisent ce type de tubes lourds comprennent : les rampes d’alimentation et les conduites de carburant, les cylindres hydrauliques, les composants de champs pétrolifères, les cylindres à jet d’eau et les clapets anti-retour.