一(yi)、不同標準規范對低溫管(guan)道的定義
我國(guo)標準一般規定(ding)設(she)計(ji)溫度(du)(du)(du)低于(yu)(yu)(yu)或(huo)等于(yu)(yu)(yu)-20℃的(de)管道(dao)(dao)(dao)屬于(yu)(yu)(yu)低溫管道(dao)(dao)(dao)。GB 50316、SH3059和GB150標準規定(ding)設(she)計(ji)溫度(du)(du)(du)低于(yu)(yu)(yu)或(huo)等于(yu)(yu)(yu)-20℃的(de)壓力(li)管道(dao)(dao)(dao)屬于(yu)(yu)(yu)低溫管道(dao)(dao)(dao)。GB 50235、SH 3501 標準規定(ding)設(she)計(ji)溫度(du)(du)(du)低于(yu)(yu)(yu)或(huo)等于(yu)(yu)(yu)-29℃的(de)壓力(li)管道(dao)(dao)(dao)屬于(yu)(yu)(yu)低溫管道(dao)(dao)(dao)。
ASTM、ASME標準規(gui)定設計溫度低于(yu)或等于(yu)-29℃的管(guan)道(dao)屬(shu)于(yu)低溫管(guan)道(dao)。
前ASTM、ASME對(dui)(dui)于(yu)低(di)溫(wen)(wen)管(guan)道采用(yong)了根據材料組別(bie)、厚(hou)度(du)、應力(li)水平和熱處理狀態(tai)確定(ding)(ding)(ding)材料最低(di)設計金屬溫(wen)(wen)度(du)的方(fang)法(fa)，這種(zhong)(zhong)方(fang)法(fa)建立在(zai)大量實驗研(yan)究(jiu)的基礎上，運用(yong)斷裂力(li)學的判(pan)據，針對(dui)(dui)每種(zhong)(zhong)材料的性能、厚(hou)度(du)、熱處理狀態(tai)分(fen)別(bie)確定(ding)(ding)(ding)低(di)溫(wen)(wen)限，是比較科學的方(fang)法(fa)。我國標準將低(di)溫(wen)(wen)限統一定(ding)(ding)(ding)為(wei)-20℃，這是根據經驗人為(wei)地劃定(ding)(ding)(ding)的界(jie)限，對(dui)(dui)于(yu)一些材料具(ju)有不合理性。
二、低溫管道沖擊試驗與低溫低應力工況
設計溫度低于或等于-20℃的低溫管道用鋼材，除含碳量小于和等于0.10％且符合標準的鉻鎳奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼在材料溫度不低于-196℃時不做低溫沖擊試驗外，其余鋼材均應做夏比（V形缺口）低溫沖擊試驗。試驗要求應符合GB 150《鋼制壓力容器》和GB50316《工業金屬管道設計規范》的規定。
低(di)(di)(di)(di)溫管道用鋼材做(zuo)低(di)(di)(di)(di)溫沖(chong)擊試(shi)驗不(bu)(bu)包括“低(di)(di)(di)(di)溫低(di)(di)(di)(di)應力工(gong)況”。低(di)(di)(di)(di)溫低(di)(di)(di)(di)應力工(gong)況系指壓力1/6，且不(bu)(bu)大于50MPa”是低(di)(di)(di)(di)溫低(di)(di)(di)(di)應力工(gong)況的判據。
“GB 150、GB 50316、GB／T 20801.2和(he)HG 20585《鋼制低溫(wen)壓(ya)(ya)力容器(qi)技(ji)術(shu)規(gui)定》。同時規(gui)定，除抗拉強度下限值大于(yu)540MPa的(de)(de)鋼材及螺栓材料(liao)外，壓(ya)(ya)力容器(qi)殼體及其受(shou)壓(ya)(ya)元(yuan)件(jian)或受(shou)壓(ya)(ya)的(de)(de)管道組成件(jian)在低溫(wen)低應力工況下，若設(she)計(ji)溫(wen)度加50℃后高于(yu)-20℃時，壓(ya)(ya)力容器(qi)和(he)管道材料(liao)可免做低溫(wen)沖擊試(shi)驗。
三、低溫工況(kuang)管道材(cai)料的選用
具有(you)面心立方(fang)晶(jing)格(ge)的金屬材(cai)(cai)料（如銅(tong)(tong)Cu、鎳Ni、奧氏體鋼(gang)等）一(yi)般(ban)沒有(you)低(di)溫(wen)冷脆現(xian)象，是(shi)最好的低(di)溫(wen)用材(cai)(cai)，故(gu)含銅(tong)(tong)、鎳等元素(su)(su)的合金鋼(gang)常用于低(di)溫(wen)工(gong)況(kuang)。晶(jing)粒越細鋼(gang)材(cai)(cai)的低(di)溫(wen)沖(chong)擊(ji)韌(ren)性越好，故(gu)一(yi)般(ban)鐵(tie)素(su)(su)體鋼(gang)要正火處理后使用。雜質元素(su)(su)硫（S）、磷（P）、氧（O）都將降低(di)鋼(gang)材(cai)(cai)的低(di)溫(wen)沖(chong)擊(ji)韌(ren)性，一(yi)般(ban)要嚴(yan)格(ge)控制。
中國的低溫用鋼有16Mn、09Mn2V、06AlCu、06MnNb或奧氏體不銹鋼。但前幾種一般適應的低溫溫度不宜太低，而奧氏體不銹鋼又比較貴，故這里介紹ASTM中常的低溫用鋼，即鎳（Ni）鋼。
四、低(di)溫(wen)用鋼及低(di)溫(wen)界(jie)線
Q235-B，Q235-A使用(yong)下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)為0℃；20鋼使用(yong)下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)為-19℃；L245，A105，WPB，WCB使用(yong)下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)為-29℃；16Mn、16MnD使用(yong)下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)為-40℃；10MnD，A333Gr6，WPL6，LF2，LCB使用(yong)下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)為-46℃；3.5Ni使用(yong)下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)為-101℃；奧氏體不銹鋼，Al，Cu使用(yong)下(xia)(xia)限(xian)(xian)(xian)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)為-196℃。
工程應用：某寒冷(leng)地區配管設計管道器材(cai)選用
某寒冷地區的工程設計，當地最(zui)低(di)氣溫為-40℃。沒有選(xuan)用不銹鋼材(cai)質管子(zi)，而(er)是根據(ju)低(di)溫低(di)應力(li)工況，選(xuan)用了(le)16Mn材(cai)質管道材(cai)料。
