針對金屬材料低(di)溫(wen)(wen)脆性(xing)問題，國(guo)內外相關規(gui)范(fan)都規(gui)定了金屬材料的(de)最低(di)使(shi)(shi)用溫(wen)(wen)度及低(di)溫(wen)(wen)沖擊(ji)試驗要(yao)求。GB/T 20801.2規(gui)定了碳鋼低(di)溫(wen)(wen)低(di)應(ying)力(li)工況免除(chu)沖擊(ji)試驗的(de)最低(di)使(shi)(shi)用溫(wen)(wen)度是(shi)-101℃。
GB/T 20801將同時(shi)滿(man)足下列三個(ge)條件的工況定義為(wei)低溫低應力工況：
①. 低溫下(xia)的最大工(gong)作(zuo)壓(ya)力不大于常溫下(xia)最大允(yun)許(xu)工(gong)作(zuo)壓(ya)力的30％。
②. 管(guan)道由壓力(li)、重量及位(wei)移產生的軸向（拉）應力(li)總和不(bu)大(da)于(yu)10％材(cai)料(liao)標準規定最小抗拉強(qiang)度值。
③. 僅限于GC2級管道，且最低設計溫度不低于-101℃。
低溫(wen)低應力(li)工況下管(guan)(guan)(guan)道或其(qi)管(guan)(guan)(guan)道元件的設(she)計溫(wen)度雖然低于或等(deng)于規范規定的材(cai)料低溫(wen)界限，但其(qi)總體應力(li)小于或等(deng)于規定的低應力(li)水平(ping)。此時(shi)管(guan)(guan)(guan)道不會發(fa)生脆性斷裂。
判斷低(di)溫低(di)應力工況(kuang)需要的數據如下：
①. 內壓(ya)直管(guan)最大(da)(da)允(yun)(yun)許(xu)壓(ya)力計算(suan)可根據壁厚計算(suan)公(gong)式推算(suan)，見(jian)GB／T 150規定。法蘭(lan)最大(da)(da)允(yun)(yun)許(xu)工作壓(ya)力按照鋼制(zhi)管(guan)標準(zhun)（如ASME B16.5、SH／T 3405）規定的法蘭(lan)常(chang)溫壓(ya)力額定值(zhi)選取。閥(fa)門常(chang)溫最大(da)(da)允(yun)(yun)許(xu)工作壓(ya)力按ASME B16.34、GB 12224等標準(zhun)規范執行。
②. 壓力、重(zhong)量及位移產生的軸向(xiang)（拉(la)）應力總和的求法：
a. 低溫低應力(li)工(gong)況的判定(ding)與管(guan)道布(bu)置相關，應避免低溫管(guan)道直(zhi)連布(bu)管(guan)。
b. 復雜(za)布(bu)置管道應經過詳細應力(li)分析(xi)以保證管道綜合軸向(xiang)應力(li)小于10％材(cai)料最小抗拉強度。
c. 管(guan)道存在如壓力波動、流體沖擊等沖擊工(gong)況，即使滿足低溫低應力工(gong)況要求，也(ye)不建議采用，避(bi)免外部(bu)沖擊荷載造(zao)成(cheng)的脆(cui)斷風(feng)險。
d. 極(ji)冷地區(qu)常(chang)溫(wen)操作的GC3級管道(dao)，項(xiang)目建設地冬天極(ji)端溫(wen)度低(di)(di)(di)于-20℃，若滿足低(di)(di)(di)溫(wen)低(di)(di)(di)應力條件(jian)可參照低(di)(di)(di)溫(wen)低(di)(di)(di)應力工況進行(xing)管道(dao)設計(ji)。
e. 低溫低應力工況是GC2管道免(mian)除沖擊試驗的(de)條件之一，最大應力需滿足規范要求(qiu)的(de)低應力水平。
f. 低溫低應力工況不適用(yong)于GC1級和劇烈循環工況。
g. 在(zai)工廠正常投運(yun)時，管道(dao)(dao)溫度很難達(da)到(dao)環境(jing)低(di)(di)溫。在(zai)工廠停運(yun)時，管道(dao)(dao)溫度可(ke)能(neng)達(da)到(dao)環境(jing)低(di)(di)溫，但是管道(dao)(dao)內壓(ya)已經(jing)泄(xie)壓(ya)，管道(dao)(dao)綜(zong)合(he)應力難以接近抗拉強度，在(zai)進行嚴寒環境(jing)下公(gong)用(yong)管道(dao)(dao)介質的選材時，已很少(shao)選用(yong)低(di)(di)溫鋼。
