針對金屬(shu)材(cai)料(liao)低(di)溫(wen)(wen)脆性(xing)問題，國內外(wai)相關(guan)規(gui)范都(dou)規(gui)定(ding)了金屬(shu)材(cai)料(liao)的最低(di)使用溫(wen)(wen)度及低(di)溫(wen)(wen)沖擊試(shi)驗要(yao)求。GB/T 20801.2規(gui)定(ding)了碳(tan)鋼低(di)溫(wen)(wen)低(di)應(ying)力工況免除沖擊試(shi)驗的最低(di)使用溫(wen)(wen)度是-101℃。
GB/T 20801將同時滿(man)足下列三個條件的工(gong)況定義為低(di)(di)溫低(di)(di)應(ying)力工(gong)況：
①. 低(di)溫(wen)下的最(zui)大(da)工(gong)作壓力(li)不大(da)于(yu)常溫(wen)下最(zui)大(da)允許工(gong)作壓力(li)的30％。
②. 管道由壓力、重量(liang)及位移(yi)產生的(de)軸向(xiang)（拉(la)）應力總和不(bu)大于10％材(cai)料標準規定最小抗拉(la)強度值。
③. 僅限于(yu)GC2級管道，且(qie)最低設計(ji)溫度不低于(yu)-101℃。
低溫(wen)低應(ying)力(li)工(gong)況下(xia)管道(dao)或其(qi)管道(dao)元件(jian)的(de)設計溫(wen)度(du)雖(sui)然(ran)低于(yu)或等于(yu)規范規定的(de)材料(liao)低溫(wen)界限(xian)，但其(qi)總體應(ying)力(li)小于(yu)或等于(yu)規定的(de)低應(ying)力(li)水平。此時(shi)管道(dao)不會(hui)發生脆性斷裂。
判斷低溫低應力工況需要的數據如下：
①. 內壓直管最大(da)允許(xu)壓力計(ji)算(suan)可(ke)根據壁厚計(ji)算(suan)公式推算(suan)，見GB／T 150規(gui)定(ding)。法蘭(lan)最大(da)允許(xu)工作壓力按(an)照鋼制管標準(zhun)（如ASME B16.5、SH／T 3405）規(gui)定(ding)的法蘭(lan)常溫壓力額定(ding)值選取(qu)。閥門常溫最大(da)允許(xu)工作壓力按(an)ASME B16.34、GB 12224等標準(zhun)規(gui)范執行。
②. 壓力(li)、重量及位移產(chan)生的軸向(xiang)（拉）應(ying)力(li)總和的求法：
a. 低(di)(di)溫低(di)(di)應(ying)力工(gong)況的判定與管(guan)道布置(zhi)相(xiang)關(guan)，應(ying)避免低(di)(di)溫管(guan)道直連布管(guan)。
b. 復雜(za)布置管(guan)道應經過詳細應力分析以保證管(guan)道綜合軸(zhou)向應力小于10％材料最小抗拉強度。
c. 管道(dao)存在如(ru)壓力(li)波動、流(liu)體沖(chong)擊等沖(chong)擊工況，即使滿(man)足低溫低應力(li)工況要求，也(ye)不建議(yi)采用(yong)，避免外(wai)部(bu)沖(chong)擊荷載造成(cheng)的脆斷風險。
d. 極冷地區常溫(wen)操作的GC3級管道，項目建設地冬天極端溫(wen)度低于-20℃，若滿足低溫(wen)低應力條(tiao)件(jian)可參照低溫(wen)低應力工(gong)況進(jin)行管道設計(ji)。
e. 低溫低應(ying)力(li)工況是GC2管道免除沖擊試驗(yan)的條(tiao)件之一，最大應(ying)力(li)需滿足規范要求(qiu)的低應(ying)力(li)水平(ping)。
f. 低溫(wen)低應力(li)工(gong)(gong)況不適用(yong)于GC1級和劇烈循環(huan)工(gong)(gong)況。
g. 在(zai)工(gong)廠(chang)正常(chang)投(tou)運(yun)時，管道(dao)溫度很難達(da)到環(huan)境(jing)低(di)溫。在(zai)工(gong)廠(chang)停運(yun)時，管道(dao)溫度可能(neng)達(da)到環(huan)境(jing)低(di)溫，但是管道(dao)內壓(ya)(ya)已經泄壓(ya)(ya)，管道(dao)綜合應力難以接(jie)近抗拉強度，在(zai)進行嚴(yan)寒環(huan)境(jing)下公(gong)用(yong)管道(dao)介質的選材時，已很少選用(yong)低(di)溫鋼。
