針(zhen)對金屬(shu)材料低(di)(di)(di)溫脆(cui)性(xing)問題，國內外(wai)相(xiang)關規(gui)(gui)范(fan)都規(gui)(gui)定了金屬(shu)材料的最(zui)(zui)低(di)(di)(di)使用溫度(du)及低(di)(di)(di)溫沖擊試驗要求(qiu)。GB/T 20801.2規(gui)(gui)定了碳鋼低(di)(di)(di)溫低(di)(di)(di)應力工況免除沖擊試驗的最(zui)(zui)低(di)(di)(di)使用溫度(du)是-101℃。
GB/T 20801將同時滿足下列三個(ge)條件的(de)工況(kuang)定義為(wei)低溫低應力工況(kuang)：
①. 低溫(wen)下的最大工作(zuo)壓(ya)力(li)不大于常溫(wen)下最大允許工作(zuo)壓(ya)力(li)的30％。
②. 管道由壓力、重量及位移(yi)產生的軸向（拉(la)）應力總和不大于10％材料標準(zhun)規定最(zui)小抗拉(la)強度(du)值(zhi)。
③. 僅(jin)限(xian)于GC2級管道，且最低設計溫度不(bu)低于-101℃。
低(di)(di)溫低(di)(di)應(ying)力(li)工況(kuang)下管道(dao)(dao)或其(qi)管道(dao)(dao)元件的設計(ji)溫度雖然低(di)(di)于(yu)(yu)或等于(yu)(yu)規范規定的材料低(di)(di)溫界(jie)限，但(dan)其(qi)總體應(ying)力(li)小于(yu)(yu)或等于(yu)(yu)規定的低(di)(di)應(ying)力(li)水平。此時管道(dao)(dao)不會發生脆性斷裂。
判斷低溫低應力工況需要的(de)數(shu)據(ju)如(ru)下(xia)：
①. 內壓(ya)直(zhi)管最大(da)允(yun)許壓(ya)力(li)計算可根據壁厚計算公式推算，見(jian)GB／T 150規(gui)(gui)定(ding)。法蘭(lan)最大(da)允(yun)許工作壓(ya)力(li)按照鋼制(zhi)管標準(zhun)（如(ru)ASME B16.5、SH／T 3405）規(gui)(gui)定(ding)的法蘭(lan)常溫壓(ya)力(li)額(e)定(ding)值選取。閥門常溫最大(da)允(yun)許工作壓(ya)力(li)按ASME B16.34、GB 12224等標準(zhun)規(gui)(gui)范執行(xing)。
②. 壓力(li)、重量及位移產(chan)生的軸(zhou)向（拉）應力(li)總和的求(qiu)法：
a. 低(di)(di)溫(wen)低(di)(di)應力工況的(de)判定與管(guan)(guan)道布(bu)置(zhi)相關，應避免低(di)(di)溫(wen)管(guan)(guan)道直連布(bu)管(guan)(guan)。
b. 復雜(za)布置管(guan)道應(ying)(ying)經過(guo)詳細應(ying)(ying)力分析以(yi)保證管(guan)道綜合軸(zhou)向應(ying)(ying)力小(xiao)于10％材(cai)料(liao)最小(xiao)抗拉(la)強度(du)。
c. 管道(dao)存在如壓力(li)波動、流體沖(chong)擊等(deng)沖(chong)擊工(gong)況，即使(shi)滿(man)足(zu)低(di)溫低(di)應力(li)工(gong)況要求，也不(bu)建議采用(yong)，避(bi)免外部沖(chong)擊荷(he)載(zai)造成的(de)脆(cui)斷(duan)風險。
d. 極冷地(di)區常(chang)溫(wen)操作的GC3級(ji)管(guan)道(dao)，項目建設地(di)冬天(tian)極端溫(wen)度低于-20℃，若滿足低溫(wen)低應力(li)條件可參照低溫(wen)低應力(li)工(gong)況進行管(guan)道(dao)設計。
e. 低溫低應(ying)力(li)工況是GC2管(guan)道(dao)免除沖擊試驗的(de)條件之一，最大(da)應(ying)力(li)需滿足規范(fan)要求的(de)低應(ying)力(li)水平(ping)。
f. 低溫(wen)低應(ying)力工(gong)況不適用于GC1級(ji)和劇烈循環工(gong)況。
g. 在工廠正常投運(yun)時(shi)，管道溫(wen)度(du)(du)很(hen)難達到環(huan)境低(di)(di)溫(wen)。在工廠停運(yun)時(shi)，管道溫(wen)度(du)(du)可能達到環(huan)境低(di)(di)溫(wen)，但是管道內壓已(yi)經泄壓，管道綜合(he)應力難以接(jie)近抗(kang)拉強度(du)(du)，在進行嚴寒環(huan)境下公(gong)用管道介質的選材時(shi)，已(yi)很(hen)少選用低(di)(di)溫(wen)鋼(gang)。
