针对金属材料低温脆性问题，国内外相关规范都规定了金属材料的最低使用温度及低温冲击试验要求。GB/T 20801.2规定了碳钢低温低应力工况免除冲击试验的最低使用温度是-101℃。
GB/T 20801将同时满足下列三个条件的工况定义为低温低应力工况：
①. 低温下的最大工作压力不大于常温下最大允许工作压力的30％。
②. 管道由压力、重量及位移产生的轴向（拉）应力总和不大于10％材料标准规定最小抗拉强度值。
③. 仅限于GC2级管道，且最低设计温度不低于-101℃。
低温低应力工况下管道或其管道元件的设计温度虽然低于或等于规范规定的材料低温界限，但其总体应力小于或等于规定的低应力水平。此时管道不会发生脆性断裂。
判断低温低应力工况需要的数据如下：
①. 内压直管最大允许压力计算可根据壁厚计算公式推算，见GB／T 150规定。法兰最大允许工作压力按照钢制管法兰标准（如ASME B16.5、SH／T 3405）规定的法兰常温压力额定值选取。阀门常温最大允许工作压力按ASME B16.34、GB 12224等标准规范执行。
②. 压力、重量及位移产生的轴向（拉）应力总和的求法：
a. 低温低应力工况的判定与管道布置相关，应避免低温管道直连布管。
b. 复杂布置管道应经过详细应力分析以保证管道综合轴向应力小于10％材料最小抗拉强度。
c. 管道存在如压力波动、流体冲击等冲击工况，即使满足低温低应力工况要求，也不建议采用，避免外部冲击荷载造成的脆断风险。
d. 极冷地区常温操作的GC3级管道，项目建设地冬天极端温度低于-20℃，若满足低温低应力条件可参照低温低应力工况进行管道设计。
e. 低温低应力工况是GC2管道免除冲击试验的条件之一，最大应力需满足规范要求的低应力水平。
f. 低温低应力工况不适用于GC1级和剧烈循环工况。
g. 在工厂正常投运时，管道温度很难达到环境低温。在工厂停运时，管道温度可能达到环境低温，但是管道内压已经泄压，管道综合应力难以接近抗拉强度，在进行严寒环境下公用管道介质的选材时，已很少选用低温钢。
