針對(dui)金屬材料低溫(wen)脆性(xing)問題，國內外相關規范都規定(ding)了金屬材料的(de)最低使(shi)(shi)用溫(wen)度(du)及(ji)低溫(wen)沖擊試(shi)驗要(yao)求(qiu)。GB/T 20801.2規定(ding)了碳鋼低溫(wen)低應力工況免除沖擊試(shi)驗的(de)最低使(shi)(shi)用溫(wen)度(du)是-101℃。
GB/T 20801將同時(shi)滿(man)足下列三(san)個條件(jian)的工況定義為低溫低應力工況：
①. 低溫(wen)下(xia)的最大工作壓力不大于常(chang)溫(wen)下(xia)最大允許(xu)工作壓力的30％。
②. 管道由壓力、重(zhong)量及位移產生(sheng)的軸向（拉）應力總和不大于10％材料標準規(gui)定(ding)最小抗拉強(qiang)度(du)值(zhi)。
③. 僅限于(yu)GC2級(ji)管(guan)道，且最低設計溫度不(bu)低于(yu)-101℃。
低(di)溫(wen)(wen)低(di)應力工(gong)況下管(guan)道或(huo)其(qi)管(guan)道元件的設計溫(wen)(wen)度雖(sui)然(ran)低(di)于或(huo)等(deng)于規范規定(ding)(ding)的材料(liao)低(di)溫(wen)(wen)界(jie)限(xian)，但其(qi)總體應力小于或(huo)等(deng)于規定(ding)(ding)的低(di)應力水平。此(ci)時管(guan)道不會發生脆性斷裂。
判斷低(di)溫低(di)應力工況需(xu)要的數據如下：
①. 內(nei)壓(ya)直管最(zui)大(da)允(yun)許(xu)壓(ya)力(li)計算可根據(ju)壁厚計算公(gong)式(shi)推算，見GB／T 150規(gui)定。法蘭(lan)最(zui)大(da)允(yun)許(xu)工作壓(ya)力(li)按(an)照鋼制管標準(zhun)（如ASME B16.5、SH／T 3405）規(gui)定的(de)法蘭(lan)常溫壓(ya)力(li)額定值選取(qu)。閥門常溫最(zui)大(da)允(yun)許(xu)工作壓(ya)力(li)按(an)ASME B16.34、GB 12224等標準(zhun)規(gui)范執(zhi)行。
②. 壓力(li)、重量及位移產生的軸向（拉）應(ying)力(li)總和的求法：
a. 低(di)溫低(di)應(ying)力工況的判定與管道布置(zhi)相(xiang)關，應(ying)避免低(di)溫管道直(zhi)連布管。
b. 復雜布(bu)置(zhi)管道應(ying)經(jing)過詳細應(ying)力(li)分析以保證(zheng)管道綜合軸向應(ying)力(li)小于10％材(cai)料最小抗(kang)拉(la)強度(du)。
c. 管道存在(zai)如壓(ya)力(li)波動(dong)、流(liu)體(ti)沖擊(ji)等沖擊(ji)工況(kuang)，即使滿足(zu)低溫低應力(li)工況(kuang)要求(qiu)，也不建議采(cai)用，避免(mian)外部沖擊(ji)荷載(zai)造成的脆(cui)斷風(feng)險。
d. 極冷地區(qu)常溫操作的GC3級管道(dao)，項目建設地冬天極端溫度低于-20℃，若滿足(zu)低溫低應力條件可參照低溫低應力工況進(jin)行管道(dao)設計。
e. 低溫低應(ying)力工況是GC2管道(dao)免(mian)除沖擊試驗的(de)條件之一(yi)，最大應(ying)力需滿(man)足規范(fan)要求(qiu)的(de)低應(ying)力水(shui)平。
f. 低溫(wen)低應力工(gong)況(kuang)(kuang)不(bu)適用(yong)于GC1級和劇烈循環工(gong)況(kuang)(kuang)。
g. 在(zai)工廠正(zheng)常(chang)投運(yun)時(shi)(shi)，管(guan)道(dao)溫度(du)很難(nan)達到環(huan)境(jing)低(di)(di)溫。在(zai)工廠停運(yun)時(shi)(shi)，管(guan)道(dao)溫度(du)可能達到環(huan)境(jing)低(di)(di)溫，但是管(guan)道(dao)內壓(ya)已經泄壓(ya)，管(guan)道(dao)綜合應力難(nan)以接近抗(kang)拉強度(du)，在(zai)進行嚴寒環(huan)境(jing)下公用管(guan)道(dao)介質的選材時(shi)(shi)，已很少選用低(di)(di)溫鋼。
