平盖封头开孔的计算

具有单个大圆孔的整体平封头计算
  之前在讲UG-39平盖封头的开孔时涉及到一种情况，是平封头上的单个开孔并且直径超过封头直径的一半，而且在封头中心位置，那么在规范UG-39中也说明这种情况需要用附录14进行计算，今天就来说一下附录14的计算。​    在平封头中心具有超过封头直径一半的一个开孔时，封头和壳体的连接可以是整体的，类似形式可以参考图UG-34中（a）、（b-1）、（b-2）、（d）、（g）；也可以是焊接的，焊接接头的结构可以参考图UW-13.2中（a）、（b）、（c）、（d）、（e）、（f）。但是如果采用图UG-34中的（d） 这种形式的封头，那么对壳体的厚度就有要求，不能超过10mm，而且金属设计温度不能超过345℃。 对于中心处的开孔，可以连接接管、管座或者也可以什么都不连接 （ 这种情况至今还没遇到过），如果连接的是接管，那么接管和封头的连接可以是整体的（包括全焊透形式整体连接），也可以是非整体焊缝的连接（比如部分焊透或者是双面填角焊）。因此综合上述范围，形式如下图：​​   接下来看一下计算过程：​1、采用附录2-6法兰计算中操作状态下力矩的公式计算弯矩  M0=hD+hT+hG，三个力臂公式中的字母意义仍然采用附录2中字母的定义，但是也有一些字母意思需要更改，令C=G=壳体内径BS，B=中心开孔的直径（有接管取接管内径，无接管取开孔直径）Bn。​​​因此可以得出力矩hG为0，即在这种平封头中心大开孔情况下不存在力矩MG。​2、按照附录2-7中的应力计算公式计算SH、SR、ST，对于开孔处没有接管的情况，SH和SR都为0。​3、计算（Eθ）*​   对于（Eθ）*有两个计算公式，分别用于不同的情况：​（a）       接管与封头整体连接（包括全焊透形式的整体连接）​​​（b）       无接管或者采用非整体焊接（部分焊透或者是双面填角焊）或者连接的是管座：​​​4、计算MH​​​5、计算X1​​​6、计算封头和壳体连接处的应力和开孔和封头连接处的应力​（a）封头和壳体连接处的应力​壳体颈部的轴向应力：​​​外径处的径向应力：​​​外径处的切向应力：​​式中​,​（b）开孔和平封头连接处的应力：​中心开孔处颈部的轴向应力：​​​中心开孔处的径向应力：​​​中心开孔直径处的切向应力：​​​式中​​​​    由于附录14的计算方法采用了和附录2法兰计算相同的理论及一些公式，因此文章的公式中有一些字母没有给出意义，大家可以参考附录14及附录2的理解公式的意义。对于最终求得的应力校核条件同附录2-8的条件相同。