針對金屬(shu)材(cai)料低(di)(di)溫脆性(xing)問題，國(guo)內(nei)外(wai)相(xiang)關規范(fan)都規定了金屬(shu)材(cai)料的(de)最(zui)低(di)(di)使用溫度及低(di)(di)溫沖(chong)擊試驗(yan)要求(qiu)。GB/T 20801.2規定了碳鋼低(di)(di)溫低(di)(di)應力工況(kuang)免除(chu)沖(chong)擊試驗(yan)的(de)最(zui)低(di)(di)使用溫度是-101℃。


  GB/T 20801將同時滿足下列三個(ge)條件的(de)工(gong)(gong)況定義為(wei)低溫(wen)低應力工(gong)(gong)況：


    ①. 低溫(wen)下(xia)的(de)最(zui)大工(gong)作(zuo)壓(ya)力不大于常溫(wen)下(xia)最(zui)大允(yun)許工(gong)作(zuo)壓(ya)力的(de)30％。


    ②. 管道由壓力、重(zhong)量及位移產生的軸(zhou)向（拉）應力總和不(bu)大于10％材料(liao)標準規定最(zui)小抗(kang)拉強(qiang)度值(zhi)。


    ③. 僅限于GC2級管(guan)道，且(qie)最低設(she)計溫度不(bu)低于-101℃。


  低溫(wen)低應(ying)力(li)工況下(xia)管(guan)(guan)道或(huo)(huo)其(qi)管(guan)(guan)道元件的設(she)計溫(wen)度雖(sui)然低于(yu)或(huo)(huo)等于(yu)規范(fan)規定(ding)的材料低溫(wen)界限(xian)，但(dan)其(qi)總體應(ying)力(li)小于(yu)或(huo)(huo)等于(yu)規定(ding)的低應(ying)力(li)水平。此時(shi)管(guan)(guan)道不會發生脆(cui)性斷裂。


判斷低(di)(di)溫低(di)(di)應力工況需要的數據(ju)如下(xia)：


   ①. 內壓(ya)(ya)直管最(zui)大(da)允許(xu)(xu)壓(ya)(ya)力(li)計(ji)算可根據壁厚計(ji)算公(gong)式推算，見GB／T 150規定(ding)。法(fa)蘭最(zui)大(da)允許(xu)(xu)工作(zuo)壓(ya)(ya)力(li)按照鋼制管標準(zhun)（如ASME B16.5、SH／T 3405）規定(ding)的(de)法(fa)蘭常溫壓(ya)(ya)力(li)額定(ding)值選取(qu)。閥門常溫最(zui)大(da)允許(xu)(xu)工作(zuo)壓(ya)(ya)力(li)按ASME B16.34、GB 12224等標準(zhun)規范執行(xing)。


   ②. 壓力、重(zhong)量及位移產生的軸向（拉）應力總和的求法：


     a. 低(di)溫(wen)低(di)應(ying)力工況的判定與管(guan)道(dao)布(bu)置相關，應(ying)避免低(di)溫(wen)管(guan)道(dao)直連(lian)布(bu)管(guan)。


     b. 復(fu)雜布置管(guan)道應經過詳細應力(li)分析以保證(zheng)管(guan)道綜合軸向應力(li)小(xiao)于10％材料最(zui)小(xiao)抗拉強度(du)。


     c. 管(guan)道存在如壓力(li)波動、流(liu)體沖擊(ji)等沖擊(ji)工況(kuang)，即使(shi)滿足低溫低應(ying)力(li)工況(kuang)要(yao)求，也不建議(yi)采用，避免(mian)外部沖擊(ji)荷載(zai)造成的脆斷風險(xian)。


     d. 極冷地區常溫操(cao)作的(de)GC3級管道(dao)(dao)，項目建設地冬(dong)天(tian)極端溫度(du)低于-20℃，若滿足低溫低應力條(tiao)件(jian)可參照低溫低應力工況進行管道(dao)(dao)設計。


     e. 低(di)(di)溫低(di)(di)應(ying)力工況(kuang)是GC2管道免(mian)除沖擊試驗的條(tiao)件之一，最大(da)應(ying)力需滿足規范要求的低(di)(di)應(ying)力水平。


    f. 低溫低應力工況不(bu)適(shi)用于GC1級和劇烈循環工況。


    g. 在(zai)(zai)工廠(chang)正常投運(yun)時(shi)，管道(dao)(dao)溫(wen)度(du)(du)很(hen)難達(da)到環境(jing)(jing)低(di)(di)溫(wen)。在(zai)(zai)工廠(chang)停(ting)運(yun)時(shi)，管道(dao)(dao)溫(wen)度(du)(du)可(ke)能達(da)到環境(jing)(jing)低(di)(di)溫(wen)，但(dan)是(shi)管道(dao)(dao)內壓(ya)已經泄壓(ya)，管道(dao)(dao)綜合(he)應力難以接近抗拉強度(du)(du)，在(zai)(zai)進行嚴寒(han)環境(jing)(jing)下公用管道(dao)(dao)介(jie)質的選(xuan)材時(shi)，已很(hen)少選(xuan)用低(di)(di)溫(wen)鋼。