CN113933052A - 一种管卡板牙式锁紧机构轴向承载力预测装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及海洋工程水下构件维修和加固技术技术领域，且公开了一种管卡板牙式锁紧机构轴向承载力预测装置及测试方法，所述壳体的表面固定连接有顶进法兰，所述顶进螺母的顶端固定连接有螺栓张紧器，所述螺栓张紧器的内部插接有顶进螺栓，所述壳体的内部固定连接有加载管件，所述加载管件的底端固定连接有管件，所述管件的侧面固定连接有外板牙，所述外板牙的表面啮合连接有内板牙，通过顶进法兰对外板牙传递轴向力，驱动外板牙向内轴向运动，外板牙通过楔形原理驱动内板牙沿挡板做径向运动，在径向运动后期，其表面的板牙齿咬入管件壁，为管卡与管件的连接提供结构强度，确保管卡与管件不发生相对滑动，达到管卡锁紧管件的效果。
Description
技术领域
本发明涉及海洋工程水下构件维修和加固技术领域，具体为一种管卡板牙式锁紧机构轴向承载力预测装置及测试方法。
背景技术
海洋导管架平台和海底油气管道等的水下管件长期使用过程中，由于疲劳、海水的腐蚀或其他因素的影响，会出现裂缝、穿孔、凹陷等损伤，导致结构功能的部分失效，而对于这种小损伤情况可以采用管卡对管件进行维修和加固。管卡的锁紧机构用于承载维修后管件的轴向载荷，常见的结构形式是楔形的板牙式结构，图1为采用板牙式锁紧机构的全结构管卡的结构图。板牙式锁紧机构的直接工作部件是成楔形接触的外板牙和内板牙，其锁紧原理如图2所示，顶进法兰对外板牙传递轴向力，驱动外板牙向内轴向运动，外板牙通过楔形原理驱动内板牙沿挡板做径向运动，在径向运动后期，其表面的板牙齿咬入管件壁，为管卡与管件的连接提供结构强度，确保管卡与管件不发生相对滑动，达到管卡锁紧管件的效果。内板牙的板牙齿设计时一般采用倒齿结构，以增大管件受拉后在轴向移动的阻力；
根据内部结构的不同，管卡分为全结构和非结构两种形式，全结构形式管卡通常用于影响管件完整性、破坏严重的水下管件，如管件的环焊缝缺陷、扭转及穿刺破坏等。全结构形式管卡利用其两端的锁紧机构牢固地抓紧管件，将管件的轴向载荷转移至管卡本身，同时能够把管件受破坏部分的周向应力移除，对管件整体结构进行增强。锁紧机构的轴向承载性能反映了管卡的结构维修效果，是管卡设计的重要方面，因此开展模型试验研究，分析板牙式锁紧机构轴向承载力与外板牙加压荷载、内板牙齿间距、齿顶角等的关系；
专利ZL201921833238.7介绍了一种封堵管卡的板牙式锁紧机构承载性能实验装置，公开了应用于管卡的锁紧机构与受损管件锁紧后的承载性能进行测试的装置，尚缺少一种可以为多规格的板牙式锁紧机构轴向承载力的预测方法以及对于承载性能进行准确测试的方法。
发明内容
针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种管卡板牙式锁紧机构轴向承载力预测装置及测试方法。
本发明为实现技术目的采用如下技术方案：
一种管卡板牙式锁紧机构轴向承载力预测装置及测试方法，包括壳体，所述壳体的表面固定连接有顶进法兰，所述顶进法兰的顶端活动连接有顶进螺母，所述顶进螺母的顶端固定连接有螺栓张紧器，所述螺栓张紧器的内部插接有顶进螺栓，所述壳体的内部固定连接有加载管件，所述加载管件的底端固定连接有管件，所述管件的侧面固定连接有外板牙，所述外板牙的表面啮合连接有内板牙。
作为本发明的优选技术方案，所述外板牙安装在内板牙的外侧表面，且外板牙与内板牙均呈等间距分布在加载管件的下端左右两侧，最大限度加强了对整体装置的控制能力，保证了整体装置的实用性。
作为本发明的优选技术方案，所述螺栓张紧器安装在壳体的外侧顶端的表面，且螺栓张紧器的长度小于顶进螺栓的高度，有效的加强了对各个构件的稳定性，同时加强了对整体装置的支撑力度。
作为本发明的优选技术方案，所述顶进法兰卡接在外板牙与内板牙的顶端，且顶进法兰的内部插接有螺栓张紧器的底端，更好的加强了整体装置的灵活性，提高了使用感受。
作为本发明的优选技术方案，所述顶进法兰的宽度大于壳体的顶端宽度，且顶进法兰与壳体之间相距有一段空隙，有效的加强了整体装置的使用效果，增加了使用的便捷性。
作为本发明的优选技术方案，所述顶进螺母的直径大于顶进螺栓的直径，且顶进螺母安装在顶进法兰的上表面中间位置，更好的保护了整体装置的使用不受影响，加强了对整体装置操纵的实际性。
作为本发明的优选技术方案，所述外板牙与内板牙的高度小于壳体的深度，且外板牙与内板牙的顶端与管件的顶端分布在同一水平线上，更好的加强了整体装置的平衡性，有效的增强了整体装置的使用灵活性。
作为本发明的优选技术方案，所述外板牙的外侧表面呈光滑的平面，内板牙的外侧表面开始有锯齿形的凹槽，更有力的增强了整体装置的可操作性性，保证了在使用过程的牢固与稳定性能。
作为本发明的优选技术方案，所述加载管件的高度大于管件的高度，且加载管件与管件的宽度相等，最大程度的增加了工作人员对于整体装置的控制性，提高了整体装置使用的体验感，降低了工作人员的操座难度。
一种管卡板牙式锁紧机构轴向承载力预测装置的测试方法，具体如下：
S1、提出影响管卡板牙式锁紧机构轴向承载力的受力分析模型；
轴向承载力是指在管道轴向拉力下阻止管道脱开管卡的能力；
管卡板牙式锁紧机构轴向承载力主要受以下三种因素的影响：
外板牙加载载荷是指顶进法兰对外板牙的推力，外板牙加载载荷也称为锁紧载荷，
内板牙咬入力是指内板牙齿咬入管件外表面的力，
内板牙咬入深度是指内板牙齿咬入管件的深度；
S2、按以下步骤具体分析每种因素对承载力的作用；
确定内板牙咬入力与外板牙加载载荷的关系；
内板牙对管件壁的总咬入压力N表示为：
其中：Q为顶进法兰施加给外板牙的推力，其通过螺栓张紧器拉伸顶进法兰上的螺栓施加，由螺栓张紧器的油源压力减去内板牙收缩初压力计算求得；f1为内、外板牙间的摩擦系数，取为两个钢构件之间润滑下的摩擦系数；f2为外板牙与壳体间的摩擦系数，取为两个钢构件之间润滑下的摩擦系数；θ为锁紧机构的楔形角，是把推力Q变换成压力N的方向的作用角；
假设总咬入压力N均匀分布在内板牙的每个齿上，则单个齿对管件外壁的咬入力Fb为：
Fb＝N/n
其中：n为内板牙上的齿数；
确定内板牙咬入深度与咬入力的关系
内板牙咬入深度与咬入力的关系如下：
在咬入力Fb作用下咬痕的宽度有如下关系：
其中：b为齿的咬入宽度；c为齿间距系数，由模型试验测试获得；Fb为齿的咬入力；α为齿顶角的前角，β为齿顶角的后角，L为齿的长度，σs为被咬入物体的屈服强度；
根据齿形的几何关系可知咬入深度h为：
S3、锁紧机构轴向承载力与内板牙咬入深度的关系；
根据机械加工工艺手册，刨削力计算公式为：
其中：F为刨削力；cF为取决于工件材料和刨削条件的系数；ap为刨削深度即齿咬入深度h；f为刨削宽度即齿长L；xF为ap的指数，一般取xF＝1.0；yF为f的指数，取yF＝1.0；kF为当实际加工条件与求得的经验公式不符时，各种因素对刨削力的修正系数；
S4、根据上亿步骤所示的每种因素对承载力的作用，并假设锁紧机构的轴向承载力就是多齿同时慢速刨削管件表面的刨削力，并与齿的咬入深度h成正比，则获得单齿承载力F1计算公式；
F1＝cF·h·L·kF
其中：F1为锁紧机构单齿的轴向承载力；cF为取决于工件材料和刨削条件的系数，根据机械加工工艺手册可查取；h为咬入深度；L为齿长；kF为当实际加工条件与求得的经验公式不符时各种因素对刨削力的修正系数，其根据测得的锁紧机构模型轴向承载力实验数据采用最小二乘法拟合求出；
S5、将锁紧机构进行装配和锁紧加载；
将壳体竖直放置，放入管件，并仔细调整，保证管件位于中心；在内板牙和外板牙外侧涂抹机油进行润滑，然后将内、外板牙配合安装，并一起吊入壳体，接着上紧顶进螺栓，并安装顶进法兰和顶进螺母；然后安装并连接螺栓张紧器，由于一圈有8个顶进螺栓，采用8个螺栓张紧器同时加载；将张紧器液压油源压力逐步加至所需加载压力，用拨棍上紧顶进螺母完成锁紧过程；
S6、内板牙收缩初压力测试；
在锁紧操作初期对螺栓张紧器慢慢加压，并观察顶进法兰与壳体距离的变化；根据计算在内板牙齿顶接触到管件表面之前的距离变化较大，而在板牙齿开始咬入管件表面后的距离变化很小，因此通过这个距离变化判断收缩初压力数值；综上确认每种规格锁紧机构实验的前两次加载的内板牙收缩初压力；
S7、锁紧机构轴向承载力测试过程：
将完成锁紧的锁紧机构装置放置于压力机上进行轴向承载力测试，设置压力机将管件轴向向下顶进出现承载力峰值即可，将承载力峰值记录，即为锁紧机构模型轴向承载力；
S8、锁紧机构装置的拆解过程为：
将测试完成的锁紧机构装置连接并安装螺栓张紧器，将液压油源逐步加至加载压力，用拨棍松开顶进螺母，拆解螺栓张紧器并取出顶进螺母和顶进法兰，拧下顶进螺栓，然后把剩下的装置放置于线切割机上进行管件的轴向切割成三瓣，取出内、外板牙及管件进行观测分析。
本发明具备以下有益效果：
1、该管卡板牙式锁紧机构轴向承载力预测装置及测试方法，通过顶进法兰对外板牙传递轴向力，驱动外板牙向内轴向运动，外板牙通过楔形原理驱动内板牙沿挡板做径向运动，在径向运动后期，其表面的板牙齿咬入管件壁，为管卡与管件的连接提供结构强度，确保管卡与管件不发生相对滑动，达到管卡锁紧管件的效果；
2、该管卡板牙式锁紧机构轴向承载力预测装置及测试方法，通过全结构形式管卡利用其两端的锁紧机构牢固地抓紧管件，将管件的轴向载荷转移至管卡本身，同时能够把管件受破坏部分的周向应力移除，对管件整体结构进行增强的效果。
附图说明
图1是现有技术的全结构管卡结构示意图；
图2是现有技术的锁紧机构工作原理图；
图3是本发明的板牙式锁紧机构载荷传递示意图；
图4是现有技术的的咬入齿的几何参数关系图；
图5是本发明的板牙式锁紧机构轴向承载力的测试装置图；
图6是本发明的锁紧机构轴向承载力测试的典型力-位移曲线图；
图7是本发明的不同规格锁紧机构的单齿承载力曲线和试验数据图。
图中：1、壳体；2、顶进法兰；3、顶进螺母；4、螺栓张紧器；5、顶进螺栓；6、加载管件；7、外板牙；8、内板牙；9、管件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种管卡板牙式锁紧机构轴向承载力预测装置及测试方法，包括壳体1，壳体1的表面固定连接有顶进法兰2，顶进法兰2卡接在外板牙7与内板牙8的顶端，且顶进法兰2的内部插接有螺栓张紧器4的底端，顶进法兰2的宽度大于壳体1的顶端宽度，且顶进法兰2与壳体1之间相距有一段空隙，顶进螺母3的直径大于顶进螺栓5的直径，且顶进螺母3安装在顶进法兰2的上表面中间位置，顶进法兰2的顶端活动连接有顶进螺母3，顶进螺母3的顶端固定连接有螺栓张紧器4，螺栓张紧器4安装在壳体1的外侧顶端的表面，且螺栓张紧器4的长度小于顶进螺栓5的高度，螺栓张紧器4的内部插接有顶进螺栓5，壳体1的内部固定连接有加载管件6，加载管件6的高度大于管件9的高度，且加载管件6与管件9的宽度相等，加载管件6的底端固定连接有管件9，管件9的侧面固定连接有外板牙7，外板牙7与内板牙8的高度小于壳体1的深度，且外板牙7与内板牙8的顶端与管件9的顶端分布在同一水平线上，外板牙7的外侧表面呈光滑的平面，内板牙8的外侧表面开始有锯齿形的凹槽，外板牙7的表面啮合连接有内板牙8，外板牙7安装在内板牙8的外侧表面，且外板牙7与内板牙8均呈等间距分布在加载管件6的下端左右两侧。
实施列一：
一种管卡板牙式锁紧机构轴向承载力预测装置的测试方法，具体如下：S1、提出影响管卡板牙式锁紧机构轴向承载力的受力分析模型；
轴向承载力是指在管道轴向拉力下阻止管道脱开管卡的能力；
管卡板牙式锁紧机构轴向承载力主要受以下三种因素的影响：
外板牙7加载载荷是指顶进法兰2对外板牙7的推力，外板牙7加载载荷也称为锁紧载荷，
内板牙8咬入力是指内板牙8齿咬入管件9外表面的力，
内板牙8咬入深度是指内板牙8齿咬入管件9的深度；
S2、按以下步骤具体分析每种因素对承载力的作用；
确定内板牙8咬入力与外板牙7加载载荷的关系；
内板牙8对管件9壁的总咬入压力N表示为：
其中：Q为顶进法兰2施加给外板牙7的推力，其通过螺栓张紧器4拉伸顶进法兰2上的螺栓施加，由螺栓张紧器4的油源压力减去内板牙8收缩初压力计算求得；f1为内、外板牙7间的摩擦系数，取为两个钢构件之间润滑下的摩擦系数；f2为外板牙7与壳体1间的摩擦系数，取为两个钢构件之间润滑下的摩擦系数；θ为锁紧机构的楔形角，是把推力Q变换成压力N的方向的作用角；
假设总咬入压力N均匀分布在内板牙8的每个齿上，则单个齿对管件9外壁的咬入力Fb为：
Fb＝N/n
其中：n为内板牙8上的齿数；
确定内板牙8咬入深度与咬入力的关系
内板牙8咬入深度与咬入力的关系如下：
在咬入力Fb作用下咬痕的宽度有如下关系：
其中：b为齿的咬入宽度；c为齿间距系数，由模型试验测试获得；Fb为齿的咬入力；α为齿顶角的前角，β为齿顶角的后角，L为齿的长度，σs为被咬入物体的屈服强度；
根据齿形的几何关系可知咬入深度h为：
S3、锁紧机构轴向承载力与内板牙8咬入深度的关系；
根据机械加工工艺手册，刨削力计算公式为：
其中：F为刨削力；cF为取决于工件材料和刨削条件的系数；ap为刨削深度即齿咬入深度h；f为刨削宽度即齿长L；xF为ap的指数，一般取xF＝1.0；yF为f的指数，取yF＝1.0；kF为当实际加工条件与求得的经验公式不符时，各种因素对刨削力的修正系数；
S4、根据上亿步骤所示的每种因素对承载力的作用，并假设锁紧机构的轴向承载力就是多齿同时慢速刨削管件9表面的刨削力，并与齿的咬入深度h成正比，则获得单齿承载力F1计算公式；
F1＝cF·h·L·kF
其中：F1为锁紧机构单齿的轴向承载力；cF为取决于工件材料和刨削条件的系数，根据机械加工工艺手册可查取；h为咬入深度；L为齿长；kF为当实际加工条件与求得的经验公式不符时各种因素对刨削力的修正系数，其根据测得的锁紧机构模型轴向承载力实验数据采用最小二乘法拟合求出；
S5、将锁紧机构进行装配和锁紧加载；
将壳体1竖直放置，放入管件9，并仔细调整，保证管件9位于中心；在内板牙8和外板牙7外侧涂抹机油进行润滑，然后将内、外板牙7配合安装，并一起吊入壳体1，接着上紧顶进螺栓5，并安装顶进法兰2和顶进螺母3；然后安装并连接螺栓张紧器4，由于一圈有8个顶进螺栓5，采用8个螺栓张紧器4同时加载；将张紧器液压油源压力逐步加至所需加载压力，用拨棍上紧顶进螺母3完成锁紧过程；
S6、内板牙8收缩初压力测试；
在锁紧操作初期对螺栓张紧器4慢慢加压，并观察顶进法兰2与壳体1距离的变化；根据计算在内板牙8齿顶接触到管件9表面之前的距离变化较大，而在板牙齿开始咬入管件9表面后的距离变化很小，因此通过这个距离变化判断收缩初压力数值；综上确认每种规格锁紧机构实验的前两次加载的内板牙8收缩初压力；
S7、锁紧机构轴向承载力测试过程：
将完成锁紧的锁紧机构装置放置于压力机上进行轴向承载力测试，设置压力机将管件9轴向向下顶进出现承载力峰值即可，将承载力峰值记录，即为锁紧机构模型轴向承载力；
S8、锁紧机构装置的拆解过程为：
将测试完成的锁紧机构装置连接并安装螺栓张紧器4，将液压油源逐步加至加载压力，用拨棍松开顶进螺母3，拆解螺栓张紧器4并取出顶进螺母3和顶进法兰2，拧下顶进螺栓5，然后把剩下的装置放置于线切割机上进行管件9的轴向切割成三瓣，取出内、外板牙7及管件9进行观测分析。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种管卡板牙式锁紧机构轴向承载力预测装置，包括壳体(1)，其特征在于：所述壳体(1)的表面固定连接有顶进法兰(2)，所述顶进法兰(2)的顶端活动连接有顶进螺母(3)，所述顶进螺母(3)的顶端固定连接有螺栓张紧器(4)，所述螺栓张紧器(4)的内部插接有顶进螺栓(5)，所述壳体(1)的内部固定连接有加载管件(6)，所述加载管件(6)的底端固定连接有管件(9)，所述管件(9)的侧面固定连接有外板牙(7)，所述外板牙(7)的表面啮合连接有内板牙(8)。
2.根据权利要求1所述的一种管卡板牙式锁紧机构轴向承载力预测装置，其特征在于：所述外板牙(7)安装在内板牙(8)的外侧表面，且外板牙(7)与内板牙(8)均呈等间距分布在加载管件(6)的下端左右两侧。
3.根据权利要求1所述的一种管卡板牙式锁紧机构轴向承载力预测装置，其特征在于：所述螺栓张紧器(4)安装在壳体(1)的外侧顶端的表面，且螺栓张紧器(4)的长度小于顶进螺栓(5)的高度。
4.根据权利要求1所述的一种管卡板牙式锁紧机构轴向承载力预测装置，其特征在于：所述顶进法兰(2)卡接在外板牙(7)与内板牙(8)的顶端，且顶进法兰(2)的内部插接有螺栓张紧器(4)的底端。
5.根据权利要求1所述的一种管卡板牙式锁紧机构轴向承载力预测装置，其特征在于：所述顶进法兰(2)的宽度大于壳体(1)的顶端宽度，且顶进法兰(2)与壳体(1)之间相距有一段空隙。
6.根据权利要求1所述的一种管卡板牙式锁紧机构轴向承载力预测装置，其特征在于：所述顶进螺母(3)的直径大于顶进螺栓(5)的直径，且顶进螺母(3)安装在顶进法兰(2)的上表面中间位置。
7.根据权利要求1所述的一种管卡板牙式锁紧机构轴向承载力预测装置，其特征在于：所述外板牙(7)与内板牙(8)的高度小于壳体(1)的深度，且外板牙(7)与内板牙(8)的顶端与管件(9)的顶端分布在同一水平线上。
8.根据权利要求1所述的一种管卡板牙式锁紧机构轴向承载力预测装置，其特征在于：所述外板牙(7)的外侧表面呈光滑的平面，内板牙(8)的外侧表面开始有锯齿形的凹槽。
9.根据权利要求1所述的一种管卡板牙式锁紧机构轴向承载力预测装置，其特征在于：所述加载管件(6)的高度大于管件(9)的高度，且加载管件(6)与管件(9)的宽度相等。
10.根据权利要求1所述的一种管卡板牙式锁紧机构轴向承载力预测装置的测试方法的加工方法，具体如下：
S1、提出影响管卡板牙式锁紧机构轴向承载力的受力分析模型；
轴向承载力是指在管道轴向拉力下阻止管道脱开管卡的能力；
管卡板牙式锁紧机构轴向承载力主要受以下三种因素的影响：
外板牙(7)加载载荷是指顶进法兰(2)对外板牙(7)的推力，外板牙(7)加载载荷也称为锁紧载荷，
内板牙(8)咬入力是指内板牙(8)齿咬入管件(9)外表面的力，
内板牙(8)咬入深度是指内板牙(8)齿咬入管件(9)的深度；
S2、按以下步骤具体分析每种因素对承载力的作用；
确定内板牙(8)咬入力与外板牙(7)加载载荷的关系；
内板牙(8)对管件(9)壁的总咬入压力N表示为：
其中：Q为顶进法兰(2)施加给外板牙(7)的推力，其通过螺栓张紧器(4)拉伸顶进法兰(2)上的螺栓施加，由螺栓张紧器(4)的油源压力减去内板牙(8)收缩初压力计算求得；f1为内、外板牙(7)间的摩擦系数，取为两个钢构件之间润滑下的摩擦系数；f2为外板牙(7)与壳体(1)间的摩擦系数，取为两个钢构件之间润滑下的摩擦系数；θ为锁紧机构的楔形角，是把推力Q变换成压力N的方向的作用角；
假设总咬入压力N均匀分布在内板牙(8)的每个齿上，则单个齿对管件(9)外壁的咬入力Fb为：
Fb＝N/n
其中：n为内板牙(8)上的齿数；
确定内板牙(8)咬入深度与咬入力的关系
内板牙(8)咬入深度与咬入力的关系如下：
在咬入力Fb作用下咬痕的宽度有如下关系：
其中：b为齿的咬入宽度；c为齿间距系数，由模型试验测试获得；Fb为齿的咬入力；α为齿顶角的前角，β为齿顶角的后角，L为齿的长度，σs为被咬入物体的屈服强度；
根据齿形的几何关系可知咬入深度h为：
S3、锁紧机构轴向承载力与内板牙(8)咬入深度的关系；
根据机械加工工艺手册，刨削力计算公式为：
其中：F为刨削力；cF为取决于工件材料和刨削条件的系数；ap为刨削深度即齿咬入深度h；f为刨削宽度即齿长L；xF为ap的指数，一般取xF＝1.0；yF为f的指数，取yF＝1.0；kF为当实际加工条件与求得的经验公式不符时，各种因素对刨削力的修正系数；
S4、根据上亿步骤所示的每种因素对承载力的作用，并假设锁紧机构的轴向承载力就是多齿同时慢速刨削管件(9)表面的刨削力，并与齿的咬入深度h成正比，则获得单齿承载力F1计算公式；
F1＝cF·h·L·kF
其中：F1为锁紧机构单齿的轴向承载力；cF为取决于工件材料和刨削条件的系数，根据机械加工工艺手册可查取；h为咬入深度；L为齿长；kF为当实际加工条件与求得的经验公式不符时各种因素对刨削力的修正系数，其根据测得的锁紧机构模型轴向承载力实验数据采用最小二乘法拟合求出；
S5、将锁紧机构进行装配和锁紧加载；
将壳体(1)竖直放置，放入管件(9)，并仔细调整，保证管件(9)位于中心；在内板牙(8)和外板牙(7)外侧涂抹机油进行润滑，然后将内、外板牙(7)配合安装，并一起吊入壳体(1)，接着上紧顶进螺栓(5)，并安装顶进法兰(2)和顶进螺母(3)；然后安装并连接螺栓张紧器(4)，由于一圈有8个顶进螺栓(5)，采用8个螺栓张紧器(4)同时加载；将张紧器液压油源压力逐步加至所需加载压力，用拨棍上紧顶进螺母(3)完成锁紧过程；
S6、内板牙(8)收缩初压力测试；
在锁紧操作初期对螺栓张紧器(4)慢慢加压，并观察顶进法兰(2)与壳体(1)距离的变化；根据计算在内板牙(8)齿顶接触到管件(9)表面之前的距离变化较大，而在板牙齿开始咬入管件(9)表面后的距离变化很小，因此通过这个距离变化判断收缩初压力数值；综上确认每种规格锁紧机构实验的前两次加载的内板牙(8)收缩初压力；
S7、锁紧机构轴向承载力测试过程：
将完成锁紧的锁紧机构装置放置于压力机上进行轴向承载力测试，设置压力机将管件(9)轴向向下顶进出现承载力峰值即可，将承载力峰值记录，即为锁紧机构模型轴向承载力；
S8、锁紧机构装置的拆解过程为：
将测试完成的锁紧机构装置连接并安装螺栓张紧器(4)，将液压油源逐步加至加载压力，用拨棍松开顶进螺母(3)，拆解螺栓张紧器(4)并取出顶进螺母(3)和顶进法兰(2)，拧下顶进螺栓(5)，然后把剩下的装置放置于线切割机上进行管件(9)的轴向切割成三瓣，取出内、外板牙(7)及管件(9)进行观测分析。
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