一、不同標準規范對低溫管道的定義

  我國標準一般規定設計溫度低于或等于-20℃的管道屬于低溫管道。GB 50316、SH3059和GB150標準規定設計溫度低于或等于-20℃的壓力管道屬于低溫管道。GB 50235、SH 3501 標準規定設計溫度低于或等于-29℃的壓力管道屬于低溫管道。

  ASTM、ASME標準規定設計溫度低于或等于-29℃的管道屬于低溫管道。

  前ASTM、ASME對于低溫管道采用了根據材料組別、厚度、應力水平和熱處理狀態確定材料最低設計金屬溫度的方法，這種方法建立在大量實驗研究的基礎上，運用斷裂力學的判據，針對每種材料的性能、厚度、熱處理狀態分別確定低溫限，是比較科學的方法。我國標準將低溫限統一定為-20℃，這是根據經驗人為地劃定的界限，對于一些材料具有不合理性。

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銹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。

  低溫管道用鋼材做低溫沖擊試驗不包括“低溫低應力工況”。低溫低應力工況系指壓力1/6，且不大于50MPa”是低溫低應力工況的判據。

“GB 150、GB 50316、GB／T 20801.2和HG 20585《鋼制低溫壓力容器技術規定》。同時規定，除抗拉強度下限值大于540MPa的鋼材及螺栓材料外，壓力容器殼體及其受壓元件或受壓的管道組成件在低溫低應力工況下，若設計溫度加50℃后高于-20℃時，壓力容器和管道材料可免做低溫沖擊試驗。

三、低溫工況管道材料的選用

  具有面心立方晶格的金屬材料（如銅Cu、鎳Ni、奧氏體鋼等）一般沒有低溫冷脆現象，是最好的低溫用材，故含銅、鎳等元素的合金鋼常用于低溫工況。晶粒越細鋼材的低溫沖擊韌性越好，故一般鐵素體鋼要正火處理后使用。雜質元素硫（S）、磷（P）、氧（O）都將降低鋼材的低溫沖擊韌性，一般要嚴格控制。

  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、低溫用鋼及低溫界線

  Q235-B，Q235-A使用下限溫度為0℃；20鋼使用下限溫度為-19℃；L245，A105，WPB，WCB使用下限溫度為-29℃；16Mn、16MnD使用下限溫度為-40℃；10MnD，A333Gr6，WPL6，LF2，LCB使用下限溫度為-46℃；3.5Ni使用下限溫度為-101℃；奧氏體不銹鋼，Al，Cu使用下限溫度為-196℃。

工程應用：某寒冷地區配管設計管道器材選用

  某寒冷地區的工程設計，當地最低氣溫為-40℃。沒有選用不銹鋼材質管子，而是根據低溫低應力工況，選用了16Mn材質管道材料。