目前国外容器规范采用20J作为低碳钢在最低工作温度或设计温度下钢材缺口韧 性唯一判据的有：美国ASME Ⅷ-1及Ⅷ-2，法国规范等。AD规范W10采用DVM 试样的冲击功作为判据，即在设计温度下的DVM试样冲击功韧性为横向35J/cm2， 此值相当于采用V形缺口夏比试样，在设计温度提高10℃的试验温度下达到纵向 27J。一般认为在采用相同试样型式的前提下，纵横向的冲击功之比大约为1∶0.7。
图6 100L多屏绝热液氦容器
低温压力容器和管道的典型结构⑺
⑶ 液化天然气储存容器
图7 东京煤气公司130000 M3地下液化天然气储罐
低温压力容器和管道的典型结构⑻
⑷ 低温液体输送压力管道及设备
1、摆动杆；2、可拆卸的罩；3、阀。 图8 低温阀门
低温压力容器的结构材料
低温压力容器内胆常采用奥氏体不锈钢、铝合金、铜合金（钛）；液化 天然气的内胆也可用9%Ni镍钢和36%Ni钢（镍合金）；液氟容器内胆多 用蒙乃尔合金或不锈钢。低温压力容器外壳常用碳钢（如Q235 、 16MnR等）。内胆与外壳连接管道和构件常用奥氏体不锈钢、蒙乃尔合 金。
当温度逐渐降低时，材料的破坏型式将由延性断裂转变为脆 性断裂，其转变点的温度称为韧脆转变温度。这是材料低温韧 性的重要指标。
低温钢制压力容器-影响低温韧性因素
1、晶体结构因素：体心立方结构的铁素体钢脆性转变温度较高，脆性 断裂倾向较大；面心立方结构金属如铜、铝、镍和奥氏体钢则没有这种 温度效应，即不产生低应力脆断。
低温压力容器
低温压力容器的低温界限
1、按常规设计的压力容器规范多采用经验的总结，包括失 效、破坏的经验总结。所以各国根据各自的使用经验，人为 划分低温界线。我国压力容器规范多年来习惯把小于或等于20℃作为低温界线。实践表明这样划分具有足够的安全性。 目前世界各国按常规设计的压力容器规范，对低温压力容器 划分的温度界限各不相同，如表2所示。
该规定是建立在大量的破坏事故及其材料试验基础上的，对当时规范所推荐钢板 的大量夏比（V形缺口）冲击试验结构中，发现起裂型钢板的最大冲击功约为14J， 传裂型钢板最大冲击功不超过18J，大于27J的均属于止裂型。基于当时的研究结 果，将V形缺口）冲击试验冲击功AKV=20J作为材料在其最低使用温度下的韧性考 核指标。到了1953年，由于使用了较高强度的钢种，其临界转变温度基点转移到 AKV冲击功曲线的较高位置上去了，20J的AKV冲击功指标并不能避免脆断的发生。 因而对高强度钢而言，不同的钢种应分别对指标进行校正（或附加侧向膨胀量 ≥0.38mm)。
低温压力容器和管道的典型结构⑴
⑴ 液氧、液氮和液氩压力容器
图1 15L杜瓦容器
低温压力容器和管道的典型结构⑵
⑴ 液氧、液氮和液氩压力容器
1、仪表箱；2、液氧蒸发器；3、抽真空管；4、盖板 图2 CF-100000液氧储槽
低温压力容器和管道的典型结构⑶
⑴ 液氧、液氮和液氩压力容器
1、真空封口；2、支承；3、输液管；4、定点液位计；5、引线管；6、挡板；7、 外壳；8、吸附剂；9、安全阀；10、增压系统；11、压差液位计；12、盖板；13、 仪表板、14、内胆；15、增压管。
7、应力状态的影响：焊接接头中有裂纹存在又具有残余应力时，低应 力脆断性质更为明ห้องสมุดไป่ตู้。
低温压力容器用钢的韧性要求
大部分国家将低温容器设计重点放在选材上，并在制造、结构上加以某些限制。 早期的ASME规范，对于低碳钢及某些低合金钢制成的容器，在低温工作时要求 其材料的夏比（V形缺口）冲击试验冲击功不小于20J。
图3 WYN-180型运输用低温容器
低温压力容器和管道的典型结构⑷
⑴ 液氧、液氮和液氩压力容器
1、外壳体；2、内容器；3、吊杆；4、排液阀；5、排液管。 图4 38M3铁路液氧槽车
低温压力容器和管道的典型结构⑸
⑵ 液氢和液氦压力容器
图5 液氮保护的液氢容器
低温压力容器和管道的典型结构⑹
⑵ 液氢和液氦压力容器
低温钢制压力容器（低温用钢）
19世纪末以来，在严寒地带的铁轨、桥梁和结构件曾发生一 系列低温脆性断裂事故。
钢的冷脆是压力容器材料脆化最重要的类型。所谓冷脆性是 指金属材料在低温下呈现韧性降低，脆性增大的现象。对于在 低温下工作的受压元件，考虑钢材冷脆性是选用钢材的基本要 求。对于高温下工作的承压设备，虽然在运行状态下塑性良好， 但在室温下进行水压试验时，仍有可能发生脆性破坏，这也属 于冷脆问题。本世纪纪40年代以来，许多压力容器、管道、 化工设备及大型结构等焊接结构，多次发生脆性破坏，造成了 巨大的损失。为了避免发生破坏，在水压试验时规定了不同的 最低温度值。
2、化学成分的影响：对低温压力容器而言，增加含碳量将增大材料的 脆性，提高脆性转变温度，低温用钢含碳量不超过0.2%。锰、镍改善钢 材低温韧性，少量V、Ti、Nb、Al弥散析出碳化物和氮化物，进行沉淀 强化改善钢材低温韧性。
3、晶粒度的影响：晶粒尺寸是影响钢低应力脆断重要因素。细晶粒使 金属有较高断裂强度，且使脆性转变温度降低。
2、按应力分析法设计的压力容器规范要求容器在整个使用 （包括制造）过程中，无论在常温或低温下使用，都应具有 一致的韧性要求，以防止在各个使用环节上发生脆性断裂。 因此，按应力分析法进行设计的压力容器规范，如ASMEⅧ2，中国的JB4732都不划分低温与常温的温度界限。
表2 各国按常规设计钢制容器规范的低温界线
低温钢制压力容器（标准规范）
国内： 1 GB150-1998《钢制压力容器》； 2《压力容器安全技术监察规程》； 3 JB4732《钢制压力容器分析设计标准》。 国外： 1 美国ASME锅炉压力容器规范Ⅷ-1、Ⅷ-2； 2 英国BS5500-1997《非直接受火熔焊压力容器规 范》； 3 德国AD《压力容器规范》； 4 日本JISB8270-1993《压力容器基础标准》； 5 日本JISB8240-1993《制冷用压力容器结构》； 6 法国CODAP-1995《压力容器构造》。
4、夹杂物的影响：磷易产生晶界偏析，钢中的氧以各种氧化物的形式 在晶界析出，显著提高钢的脆性转变温度，导致低应力脆断。
5、热处理和显微组织影响：对钢的低应力脆断有很大影响。调质处理 可以改善钢材低温韧性，但回火温度不应过高；正火处理用得最多；退 火处理组织粗大，一般不采用。
6、冷变形的影响：冷变形使钢的韧性降低，应变时效使低温韧性恶化， 脆性转变温度升高。