針對金屬材(cai)料低(di)溫(wen)脆性問(wen)題，國(guo)內外相關規范(fan)都規定了金屬材(cai)料的(de)最低(di)使用溫(wen)度及低(di)溫(wen)沖擊(ji)試驗(yan)要(yao)求。GB/T 20801.2規定了碳鋼低(di)溫(wen)低(di)應力工況免除沖擊(ji)試驗(yan)的(de)最低(di)使用溫(wen)度是-101℃。
GB/T 20801將(jiang)同(tong)時(shi)滿足下列三個條件的工況定義為低溫低應力工況：
①. 低(di)溫(wen)下的最大工作(zuo)壓力(li)不大于(yu)常溫(wen)下最大允許工作(zuo)壓力(li)的30％。
②. 管道由壓力(li)、重量及位移產生的軸向（拉）應力(li)總(zong)和不大于10％材料標準規定最小抗拉強度值。
③. 僅(jin)限于(yu)GC2級管道(dao)，且(qie)最低設計(ji)溫度(du)不低于(yu)-101℃。
低(di)溫低(di)應力(li)工況(kuang)下管道或(huo)其(qi)管道元件(jian)的(de)設計溫度雖然低(di)于(yu)(yu)或(huo)等于(yu)(yu)規(gui)范規(gui)定的(de)材料低(di)溫界限(xian)，但其(qi)總體(ti)應力(li)小(xiao)于(yu)(yu)或(huo)等于(yu)(yu)規(gui)定的(de)低(di)應力(li)水平。此時管道不會發(fa)生(sheng)脆性斷裂。
判斷低(di)溫低(di)應(ying)力工況需要的(de)數據如下：
①. 內壓(ya)(ya)直管(guan)最(zui)大允(yun)許(xu)壓(ya)(ya)力(li)(li)計(ji)算(suan)可根據壁厚計(ji)算(suan)公式推算(suan)，見GB／T 150規(gui)定(ding)。法蘭最(zui)大允(yun)許(xu)工作壓(ya)(ya)力(li)(li)按(an)照鋼制管(guan)標(biao)準（如(ru)ASME B16.5、SH／T 3405）規(gui)定(ding)的法蘭常溫壓(ya)(ya)力(li)(li)額定(ding)值選取。閥門常溫最(zui)大允(yun)許(xu)工作壓(ya)(ya)力(li)(li)按(an)ASME B16.34、GB 12224等標(biao)準規(gui)范執行。
②. 壓力、重(zhong)量及位移產生的軸(zhou)向（拉(la)）應力總和的求法：
a. 低(di)(di)溫低(di)(di)應力工況的判定與管道(dao)(dao)布置相關，應避免低(di)(di)溫管道(dao)(dao)直連布管。
b. 復雜(za)布置管道應經過詳(xiang)細(xi)應力分析以保證管道綜合軸(zhou)向應力小于(yu)10％材(cai)料最小抗(kang)拉強度。
c. 管道存在如壓力波動、流體(ti)沖擊(ji)等(deng)沖擊(ji)工況，即(ji)使(shi)滿足低溫低應力工況要求，也不建議采用，避免外部沖擊(ji)荷載(zai)造成的脆斷風險。
d. 極冷地區(qu)常溫(wen)操作的GC3級(ji)管道，項目建設地冬(dong)天極端溫(wen)度低(di)(di)于(yu)-20℃，若滿足低(di)(di)溫(wen)低(di)(di)應力條件(jian)可參(can)照(zhao)低(di)(di)溫(wen)低(di)(di)應力工況進行管道設計。
e. 低溫低應(ying)力(li)工況是GC2管(guan)道免除沖擊試驗(yan)的條件之一，最(zui)大(da)應(ying)力(li)需滿足(zu)規范(fan)要(yao)求的低應(ying)力(li)水平。
f. 低溫(wen)低應力工況不適用于GC1級和(he)劇烈循環(huan)工況。
g. 在工廠(chang)正(zheng)常(chang)投(tou)運時(shi)，管(guan)道(dao)溫(wen)(wen)(wen)度(du)很難達(da)到環(huan)境(jing)低溫(wen)(wen)(wen)。在工廠(chang)停運時(shi)，管(guan)道(dao)溫(wen)(wen)(wen)度(du)可能達(da)到環(huan)境(jing)低溫(wen)(wen)(wen)，但是(shi)管(guan)道(dao)內壓(ya)已經泄壓(ya)，管(guan)道(dao)綜(zong)合應力(li)難以接近抗拉強度(du)，在進行嚴寒環(huan)境(jing)下公用管(guan)道(dao)介質(zhi)的(de)選材時(shi)，已很少選用低溫(wen)(wen)(wen)鋼。
