針對金屬(shu)材料(liao)低溫(wen)脆性問題，國內(nei)外相關規(gui)范都規(gui)定了金屬(shu)材料(liao)的最低使用(yong)溫(wen)度(du)及低溫(wen)沖擊試驗要求。GB/T 20801.2規(gui)定了碳鋼低溫(wen)低應力工況免除沖擊試驗的最低使用(yong)溫(wen)度(du)是-101℃。
GB/T 20801將同時滿足下(xia)列三個條件(jian)的工(gong)況定(ding)義為低溫低應力工(gong)況：
①. 低(di)溫下的最大(da)(da)工作(zuo)壓力(li)不大(da)(da)于(yu)常(chang)溫下最大(da)(da)允(yun)許工作(zuo)壓力(li)的30％。
②. 管道(dao)由壓力(li)、重量及(ji)位移產生(sheng)的(de)軸向（拉）應力(li)總(zong)和不大于10％材料標準規定最小(xiao)抗拉強度值(zhi)。
③. 僅限于GC2級管道，且(qie)最低(di)設(she)計溫(wen)度不低(di)于-101℃。
低(di)(di)溫低(di)(di)應(ying)力工況下管道(dao)或其管道(dao)元件(jian)的(de)設計溫度(du)雖然(ran)低(di)(di)于或等(deng)于規(gui)范規(gui)定的(de)材(cai)料低(di)(di)溫界限，但其總(zong)體應(ying)力小于或等(deng)于規(gui)定的(de)低(di)(di)應(ying)力水(shui)平。此時管道(dao)不會(hui)發生脆性斷裂。
判斷低溫低應(ying)力工(gong)況(kuang)需要(yao)的數(shu)據如下：
①. 內壓(ya)直(zhi)管最(zui)大允許壓(ya)力(li)計算可根據壁厚(hou)計算公式推(tui)算，見GB／T 150規定。法蘭最(zui)大允許工作壓(ya)力(li)按(an)照鋼制管標準(zhun)（如(ru)ASME B16.5、SH／T 3405）規定的法蘭常溫壓(ya)力(li)額定值選取。閥門(men)常溫最(zui)大允許工作壓(ya)力(li)按(an)ASME B16.34、GB 12224等標準(zhun)規范執行。
②. 壓(ya)力、重量及(ji)位移產(chan)生(sheng)的軸向（拉(la)）應力總和的求法：
a. 低(di)溫低(di)應(ying)力工況的(de)判(pan)定與管道(dao)布(bu)置相(xiang)關，應(ying)避免低(di)溫管道(dao)直連布(bu)管。
b. 復(fu)雜布置(zhi)管(guan)(guan)道應(ying)經過詳細應(ying)力(li)分(fen)析以(yi)保(bao)證(zheng)管(guan)(guan)道綜(zong)合軸向應(ying)力(li)小于10％材料最小抗拉強(qiang)度。
c. 管道(dao)存在如壓(ya)力波動、流體(ti)沖擊(ji)等沖擊(ji)工況，即使滿足低溫低應力工況要求(qiu)，也不(bu)建議采(cai)用，避免外(wai)部沖擊(ji)荷載(zai)造成的(de)脆斷風險。
d. 極冷(leng)地(di)區常溫操作(zuo)的GC3級(ji)管道，項(xiang)目建(jian)設地(di)冬天極端(duan)溫度(du)低于-20℃，若滿足(zu)低溫低應力條件(jian)可(ke)參照低溫低應力工況進行管道設計。
e. 低溫(wen)低應(ying)力(li)工(gong)況(kuang)是GC2管道免除(chu)沖擊試(shi)驗(yan)的條(tiao)件(jian)之一(yi)，最大(da)應(ying)力(li)需滿足規范要(yao)求的低應(ying)力(li)水平。
f. 低(di)溫(wen)低(di)應力工況(kuang)不適用(yong)于GC1級和劇烈循環工況(kuang)。
g. 在(zai)(zai)工(gong)廠正常投運時，管(guan)(guan)道(dao)溫(wen)度很難(nan)達到(dao)環境低溫(wen)。在(zai)(zai)工(gong)廠停運時，管(guan)(guan)道(dao)溫(wen)度可能達到(dao)環境低溫(wen)，但是管(guan)(guan)道(dao)內壓(ya)已經泄壓(ya)，管(guan)(guan)道(dao)綜合應(ying)力難(nan)以(yi)接近(jin)抗拉強度，在(zai)(zai)進行嚴寒環境下公用管(guan)(guan)道(dao)介質(zhi)的選材時，已很少選用低溫(wen)鋼。
