針對金(jin)屬(shu)材料低(di)溫脆(cui)性問題，國(guo)內(nei)外相關規(gui)范都規(gui)定了(le)金(jin)屬(shu)材料的(de)最低(di)使用(yong)溫度(du)及低(di)溫沖擊試驗要求。GB/T 20801.2規(gui)定了(le)碳(tan)鋼低(di)溫低(di)應力工況免(mian)除沖擊試驗的(de)最低(di)使用(yong)溫度(du)是(shi)-101℃。
GB/T 20801將同時滿足下列三個條件的工況定義為低溫低應力工況：
①. 低溫下的(de)最大(da)工(gong)作壓(ya)(ya)力不大(da)于常溫下最大(da)允許工(gong)作壓(ya)(ya)力的(de)30％。
②. 管道由壓力(li)(li)、重量及位移(yi)產(chan)生的軸向(xiang)（拉(la)）應力(li)(li)總(zong)和不大于10％材(cai)料(liao)標(biao)準規定最小抗拉(la)強度(du)值(zhi)。
③. 僅限于(yu)GC2級管道，且最低(di)設(she)計(ji)溫(wen)度不(bu)低(di)于(yu)-101℃。
低(di)溫低(di)應力(li)(li)工況(kuang)下管道或其(qi)管道元件的(de)設(she)計溫度(du)雖然低(di)于(yu)或等(deng)于(yu)規(gui)范規(gui)定的(de)材料低(di)溫界限，但(dan)其(qi)總(zong)體應力(li)(li)小于(yu)或等(deng)于(yu)規(gui)定的(de)低(di)應力(li)(li)水平(ping)。此時管道不會(hui)發生(sheng)脆性(xing)斷(duan)裂。
判斷低(di)(di)溫低(di)(di)應力(li)工況(kuang)需要的數據如下(xia)：
①. 內壓(ya)直管最(zui)大允(yun)許(xu)壓(ya)力(li)(li)計算可根(gen)據壁(bi)厚計算公式(shi)推算，見GB／T 150規(gui)定。法(fa)蘭最(zui)大允(yun)許(xu)工作壓(ya)力(li)(li)按(an)照鋼制管標準(zhun)（如ASME B16.5、SH／T 3405）規(gui)定的法(fa)蘭常溫壓(ya)力(li)(li)額定值選取。閥(fa)門常溫最(zui)大允(yun)許(xu)工作壓(ya)力(li)(li)按(an)ASME B16.34、GB 12224等標準(zhun)規(gui)范執行(xing)。
②. 壓力、重(zhong)量及位(wei)移產生(sheng)的(de)(de)軸向（拉(la)）應(ying)力總和的(de)(de)求法：
a. 低(di)溫低(di)應力工況的判定與管(guan)(guan)道(dao)(dao)布置(zhi)相關，應避免(mian)低(di)溫管(guan)(guan)道(dao)(dao)直(zhi)連布管(guan)(guan)。
b. 復(fu)雜布置管道應(ying)經(jing)過詳細應(ying)力分析以保證管道綜合軸向應(ying)力小于(yu)10％材料最小抗(kang)拉強(qiang)度。
c. 管(guan)道存在如(ru)壓力波動(dong)、流體沖擊等沖擊工(gong)況(kuang)，即(ji)使滿足(zu)低溫(wen)低應力工(gong)況(kuang)要求(qiu)，也(ye)不建議采用，避免(mian)外部沖擊荷載造成(cheng)的(de)脆斷風險(xian)。
d. 極冷地區(qu)常溫(wen)操作的GC3級管道，項目建設地冬天極端溫(wen)度低(di)于-20℃，若滿足低(di)溫(wen)低(di)應(ying)力(li)條件可參照低(di)溫(wen)低(di)應(ying)力(li)工(gong)況進行管道設計。
e. 低溫低應力(li)(li)工況是GC2管道免(mian)除沖擊(ji)試(shi)驗(yan)的(de)條件之一，最大應力(li)(li)需滿足規(gui)范要求的(de)低應力(li)(li)水平。
f. 低溫低應力工況不適(shi)用于(yu)GC1級(ji)和(he)劇(ju)烈循環工況。
g. 在(zai)工(gong)廠(chang)正常投運時，管(guan)道溫(wen)(wen)度很(hen)難(nan)達到環境低溫(wen)(wen)。在(zai)工(gong)廠(chang)停運時，管(guan)道溫(wen)(wen)度可能達到環境低溫(wen)(wen)，但是管(guan)道內(nei)壓(ya)已(yi)經泄(xie)壓(ya)，管(guan)道綜合應力難(nan)以接近抗拉強度，在(zai)進(jin)行嚴(yan)寒環境下公用管(guan)道介質的選材時，已(yi)很(hen)少選用低溫(wen)(wen)鋼。
