針對(dui)金屬(shu)材料(liao)低溫脆性問題，國(guo)內外相關規(gui)范都(dou)規(gui)定了(le)金屬(shu)材料(liao)的(de)最低使用溫度及低溫沖擊試驗要求。GB/T 20801.2規(gui)定了(le)碳鋼(gang)低溫低應力工況免除沖擊試驗的(de)最低使用溫度是-101℃。
GB/T 20801將同時滿足下列三個(ge)條件的工(gong)況(kuang)定(ding)義為低溫低應力工(gong)況(kuang)：
①. 低溫下(xia)(xia)的最(zui)大工(gong)作壓(ya)力(li)(li)不大于常(chang)溫下(xia)(xia)最(zui)大允許工(gong)作壓(ya)力(li)(li)的30％。
②. 管道(dao)由(you)壓(ya)力、重量及位移(yi)產生的(de)軸向（拉）應力總和不(bu)大于10％材(cai)料標準(zhun)規(gui)定最小(xiao)抗拉強度值(zhi)。
③. 僅限于GC2級管道，且最低設計溫度(du)不低于-101℃。
低溫(wen)低應力(li)(li)工況下(xia)管(guan)(guan)道或其管(guan)(guan)道元件(jian)的(de)(de)設計溫(wen)度雖(sui)然低于(yu)或等于(yu)規(gui)范規(gui)定的(de)(de)材料低溫(wen)界(jie)限，但其總體應力(li)(li)小于(yu)或等于(yu)規(gui)定的(de)(de)低應力(li)(li)水平。此時管(guan)(guan)道不會發生脆性斷裂。
判斷(duan)低溫低應力工況需要的數據如(ru)下：
①. 內壓(ya)直(zhi)管最(zui)大(da)允許壓(ya)力計算(suan)(suan)可根據壁厚計算(suan)(suan)公式推算(suan)(suan)，見GB／T 150規(gui)定(ding)。法(fa)蘭最(zui)大(da)允許工作(zuo)壓(ya)力按照鋼(gang)制管標準（如ASME B16.5、SH／T 3405）規(gui)定(ding)的法(fa)蘭常溫(wen)壓(ya)力額定(ding)值選取。閥門常溫(wen)最(zui)大(da)允許工作(zuo)壓(ya)力按ASME B16.34、GB 12224等標準規(gui)范執(zhi)行(xing)。
②. 壓力、重量(liang)及位移產生的軸向（拉）應力總和(he)的求(qiu)法：
a. 低溫低應力工況(kuang)的判(pan)定與管道(dao)布置(zhi)相關(guan)，應避(bi)免低溫管道(dao)直連(lian)布管。
b. 復(fu)雜布置管(guan)道應經過詳細應力(li)分(fen)析以保(bao)證管(guan)道綜合軸向應力(li)小(xiao)(xiao)于10％材料最小(xiao)(xiao)抗拉強度。
c. 管道(dao)存在如壓力波動、流體沖(chong)擊等沖(chong)擊工(gong)況，即使滿足低(di)溫低(di)應力工(gong)況要求(qiu)，也不建(jian)議采(cai)用(yong)，避免(mian)外部沖(chong)擊荷載造成的脆斷風險。
d. 極冷地(di)區常(chang)溫(wen)操(cao)作的GC3級管道，項目建設(she)地(di)冬天極端溫(wen)度(du)低(di)于-20℃，若(ruo)滿足低(di)溫(wen)低(di)應(ying)力(li)條(tiao)件可參照低(di)溫(wen)低(di)應(ying)力(li)工況進行管道設(she)計。
e. 低(di)溫低(di)應(ying)力工況是GC2管道免除沖擊試驗的條件之一，最大應(ying)力需(xu)滿足(zu)規范要求的低(di)應(ying)力水平。
f. 低溫低應(ying)力(li)工況(kuang)不適(shi)用于GC1級和劇烈循環工況(kuang)。
g. 在(zai)工(gong)廠(chang)正常投(tou)運(yun)時(shi)，管(guan)(guan)道(dao)溫度很難達(da)到環境低溫。在(zai)工(gong)廠(chang)停運(yun)時(shi)，管(guan)(guan)道(dao)溫度可能(neng)達(da)到環境低溫，但(dan)是管(guan)(guan)道(dao)內壓已經泄(xie)壓，管(guan)(guan)道(dao)綜(zong)合應力難以(yi)接近(jin)抗拉強度，在(zai)進行嚴寒環境下公用(yong)管(guan)(guan)道(dao)介質的選材時(shi)，已很少選用(yong)低溫鋼。
