随着我国天然气产业的快速发展,其利用范围和使用区域也逐步扩大。西气东输、陕京线等管道在北方冬季寒冷地区建立了许多场站。冬季高寒地区场站停输保压阶段,场站内压力容器壁温接近外界环境低温,存在低温使用问题,有低温脆断的危险。低温环境下压力容器失效事故时有发生,需要对其安全性开展研究。因此,本课题以陕京线为工程研究对象,对天然气场站低温环境下压力容器的安全性评价进行相关研究。对陕京一线、二线天然气管道冬季寒冷地区场站压力容器材质、壁厚、环境极限温度及相关标准等进行了系统调研,选择三种常用材质(20R、16MnR和15MnNbR),通过进行不同温度拉伸性能测试、不同厚度及温度断裂韧性测试,建立了 CEGB R6失效评估图,研究低温韧性厚度效应,同时建立及应用了含表面裂纹低温服役压力容器的安全性评价方法。研究结果包括以下几个方面:1、在0～-40℃试验温度下,三种压力容器常用材质均表现出较好的低温韧性,三种材质的屈服强度和抗拉强度均随温度降低而升高,而塑性应变变化不明显,拉伸试样和断裂韧性试样断口均为典型韧性断口。2、建立压力容器三种常用材质在0～-40℃低温条件下的失效评估图。选择1曲线最为保守;对于选择2、选择3曲线,当Lr小于0.6时,数据曲线基本重合,当Lr大于0.6后,随着温度降低,同一材质纵向或横向的Kr均减小,即曲线越靠近选择1曲线,表明温度降低材质安全区域减小,服役危险性增大;三种材质不同温度条件下,选择3曲线在承受较大载荷、Lr大于0.6后走向最高,更能反映材料的性能。3、研究压力容器常用材质的低温韧性厚度效应。对于压力容器钢板材质,低温环境下断裂韧性JC值随着试样厚度增加均呈先增大后减小趋势。而对于服役后16MnR筒体材质,不同温度条件下厚度效应均不明显,表明长期服役对材质性能有较大影响。4、针对含表面裂纹低温服役压力容器,基于失效评估图技术,建立安全性评价方法。对陕京线中出现表面裂纹的过滤器进行安全性评价,得出此时过滤器安全,安全系数为1.51。