GB 50316、GB/T 20801、ASME B31.3等規范均規定了管道材料需做低溫沖擊試驗的范圍。
對于碳素鋼、低合金鋼、中合金鋼及高合金鐵素體鋼,鋼材的使用溫度下限均高于-20℃。當設計溫度低于或等于-20℃時,應按低溫壓力容器和管道的設計規定進行夏比(V形缺口)低溫沖擊試驗。
國內常用沖擊試驗有關規范:GB/T 229《金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗方法》、GB/T2650《焊接接頭沖擊試驗方法》等。見表3-10某管材低溫沖擊試驗舉例,某管道專業負責人把一些管材做了低溫沖擊試驗,試驗結果也不符合規范要求,其實這些管材不用做低溫沖擊試驗。
低溫低應力工況是指受壓元件的設計溫度雖然低于-20℃,但其薄膜應力小于或等于鋼材常溫標準屈服強度的1/6,且不大于50MPa的工況。
當受壓元件在低溫低應力工況下工作,若其設計溫度加50℃后,仍然高于-20℃時,則該受壓元件不必遵守低溫壓力管道的設計規定。
當碳鋼(包括碳錳鋼)符合低溫低應力或低溫降應力工況時,可免于沖擊試驗的包括以下情況。
①. 符合低溫降應力工況的碳鋼(包括碳錳鋼)免于沖擊試驗的材料最低使用溫度降低量為11℃,且最低使用溫度應不低于-30℃,但應符合下列規定:
a. 管道應經不低于1.5倍設計壓力的水壓試驗;
b. 除公稱壁厚小于等于13mm外,管道系統應對外加載荷(如維修載荷、沖擊載荷、熱沖擊載荷等)進行安全防護;
c. 低溫降應力工況適用于GC2級管道以及環境氣溫等于低于-20℃但不低于-30℃地區的GC3級管道,且適用的碳鋼材料中不包括碳素結構鋼和螺栓材料,管道系統中不允許存在鐵素體與奧氏體的異種金屬焊接接頭。
②. 符合低溫低應力工況的GC2級管道,最低使用溫度應不低于-104℃,且適用的碳鋼材料中不包括碳素結構鋼和螺栓材料,管道系統中不允許存在鐵素體與奧氏體的異種金屬焊接接頭。