对开发增强热塑性塑料管的几点建议（二）
作者：张玉川
4增强热塑性塑料管的材料
增强热塑性塑料管中采用的热塑性塑料有聚乙烯PE、交联聚乙烯管PEX、聚酰胺PA、聚偏氟乙烯PVDF等。外护套层的树脂中含有紫外线抑制剂。 应用最多的是高密度聚乙烯HDPE，HDPE柔韧，耐低温，容易加工，成本低。例如：目前PIPELIFE生产的三层增强热塑性塑料管-RTP，内衬管层和外护套层都规定采用PE100。这里选择PE100显然主要不是为其高强度而是为其高抗开裂性能。根据国内制造增强热塑性塑料管的经验，材料的抗开裂性能很重要。 使用温度比较高的可以采用交联聚乙烯管PEX，例如：日本MESCO应用于输送温泉和地热水的管材GNG，内衬管就采用交联聚乙烯。海洋石油开采用挠性管的内衬管有的采用耐温和抗侵蚀更好的聚酰胺PA（尼龙polyamide 11 Rilsan）或聚偏氟乙烯PVDF（polyvinlidene fluoride）。NKT Flexibles公司挠性管的内衬管材料用HDPE的最高工作温度60℃；用PA的最高工作温度90℃；用PEX的最高工作温度100℃；用PVDF（不增塑的）的最高工作温度130℃。 增强热塑性塑料管中采用的增强材料有金属、非金属两大类：
金属增强材料有钢丝、钢带、钢骨架、铝带等。非金属增强材料有短纤维、长纤维丝（合成纤维、玻璃纤维、碳纤维等）、纤维丝织物等，还有热塑性塑料取向增强带。 金属强度高，成本低是最多被采用的增强材料。国际上海洋石油开采用的多层增强热塑性塑料管--挠性管大部分采用钢带或钢丝缠绕增强，同时用钢型材带缠绕提高抗外压性能。主要为陆地石油开采和天然气高压输送开发的三层增强热塑性塑料管-RTP，大部分用芳纶纤维增强，但是也有部分采用钢丝索增强（先做成增强带），如PIPELIFE的Soluforce Heavy。我国目前应用量最多的增强热塑性塑料管也是采用钢丝、钢带或钢骨架增强的。此外，国内外已经大量生产和使用的建筑给冷热水用铝塑复合管也是一种增强热塑性塑料管，也是用金属增强。 非金属材料通常强度相对比较低，但具有柔韧、质轻；耐腐蚀等优点。增强用非金属材料大部分采用纤维形态，一般绞合成连续的增强线（索）。为了达到分布均匀和受力一致，增强丝可以先和热塑性塑料复合成增强带，也有编织成带的。 开发三层增强热塑性塑料管-RTP过程中应用过多种纤维形态增强材料，包括合成纤维（芳纶纤维和聚脂纤维），玻璃纤维，碳纤维等。但是目前见到国外的RTP产品增强材料大部分采用芳纶纤维，先把平行的芳纶纤维线和聚乙烯（MDPE）挤出熔合成平增强带。部分挠性管也采用非金属增强，例如NKT的FLEXTREMETM挠性管是为深海应用的，其增强层采用碳纤维增强聚合物CFRP（carbon fiber-reinforced polymer）。 芳纶纤维（aramid fibres）全称为"聚对苯二甲酰对苯二胺"，增强热塑性塑料管用的是‘对位芳酰胺纤维（PPTA）’，国内还不能生产，国际上生产一直被杜邦（商品名KEVLAR）和帝人/阿克苏诺贝尔（商品名Technora/Twaron，）两大公司所垄断。芳纶纤维的突出优点是强度很高（约为细钢丝的1.5倍，芳纶纤维的断裂强度近3000 MPa，细钢丝的断裂强度近2000 MPa）。此外，芳纶纤维可以和聚乙烯很好结合（根据Newcastle的报告，只有芳纶纤维不需要浸渍处理。采用玻璃纤维和碳纤维，纤维必须用树脂浸渍以防止由于纤维相互之间的摩擦而损伤[2]），芳纶纤维的RTP轴向柔韧性接近聚乙烯实壁管。芳纶纤维的主要缺点是价格很高（约在300元/公斤）。 本文作者对于国内开发增强热塑性塑料管的建议是：
优先考虑采用细钢丝作为增强材料。理由是：
? 细钢丝强度高，性能/价格比高。
? 国内可以生产高质量的增强用细钢丝。 同时开发采用芳纶纤维作为增强材料。理由是：
? 芳纶纤维也是热塑性塑料，容易保证和聚乙烯的结合，而且可以不妨碍对接熔焊
? 比钢增强重量轻（芳纶纤维的比重约1.44），更柔韧。满足某些应用领域的特殊需要。
? 国外实践证明芳纶纤维增强的RTP，虽然管材价格比钢管高，但是由于节省铺设、连接、测试和运行维修的费用，总的全寿命费用比较低，是有竞争力的。
? 国外使用芳纶纤维已经过系统试验研究和大量应用，有成熟的经验可以借鉴。
希望国内开发增强热塑性塑料管的企业继续积极又谨慎地试验其他合成纤维和非合成纤维，如聚脂纤维，玻璃纤维，玄武岩纤维等。相信我国有可能自主开发出性能价格比更有竞争力的新产品。但是纤维增强的问题比较复杂，建议注意吸收增强热固性塑料领域的技术经验和成果，在没有经过系统试验和一定时间的试用前不要大量生产。 5增强热塑性塑料管的增强方式
增强热塑性塑料管的增强方式有两类，一类是增强材料焊接成完整筒状或者固化骨架包覆在塑料内，另外一类是增强材料成连续的丝带状缠绕在被增强的塑料内层管上。 本文作者的建议是（除非要求增强层有阻隔渗透功能必须形成完整筒状）：
采用增强材料成连续的丝带状缠绕的增强方式。 建议的理由是：增强材料做成连续丝带状缠绕增强不需要焊接，可以充分发挥增强材料带强度特性，容易避免应力集中，不影响热塑性塑料层的成型。 总结国内外增强热塑性塑料管的实践经验可以看到除铝塑复合管以外，成功的增强热塑性塑料管都采用了增强材料成连续的丝带状缠绕的增强方式。如：
? 美国海洋石油天然气开采用的‘挠性管’采用缠绕增强方式，增强材料有钢丝，钢带，钢型材等；
? 欧洲PIPELIFE等生产的‘增强热塑性塑料管RTP’采用缠绕增强方式，增强材料有芳纶纤维增强带、钢丝增强带等；
? 日本MESCO生产的聚乙烯多层复合管采用缠绕增强方式，增强材料有芳纶纤维、钢带、钢丝等；
? 德国KRAH 公司开发的DR系列管材采用缠绕增强方式，增强材料是含短玻纤的聚乙烯；
? SOLVAY开发的HexelOne*采用缠绕增强方式，增强材料是取向聚乙烯带；
? 国内金石东方开发的‘钢丝网骨架聚乙烯复合管（CJ/T 189）’采用缠绕增强方式，增强材料是钢丝； 国际市场上没有见到增强材料焊接成骨架的增强热塑性塑料管，只有我国有自主开发的‘钢骨架聚乙烯复合管（CJ/T 124）’和‘孔网钢带聚乙烯复合管（CJ/T 181）’。对于我国自主创新开发的这两种增强热塑性塑料管产品。本文作者十分尊重和钦佩开发者的开创性和为推广增强热塑性塑料管做的大量工作。但是，请容许本文作者从纯粹技术的角度提出不赞成这种增强方式的意见供大家参考。本文作者认为采用增强材料焊接成骨架的方式有以下缺点：
? 焊接成骨架不可避免形成很多应力集中点和容易引发塑料开裂的启裂处；
? 骨架成型及焊接和塑料内外层的成型同时进行，很难保证形成完善塑料层所要求的熔融压力和温度。
? 需要焊接的钢材强度比连续钢丝钢带低很多； 因此，采用增强材料焊接成骨架不可能制造耐压很高的增强热塑性塑料管，也较难保证产品的长期使用性能。本文作者建议有意向开发增强热塑性塑料管的企业注意借鉴增强热固性塑料管（玻璃钢管）和增强橡胶管的技术经验，采用增强材料成连续的丝带状缠绕的增强方式。
6增强热塑性塑料管的柔韧和可盘卷性
在很多应用领域，需要或希望增强热塑性塑料管具有柔韧性，能以可盘卷连续长管供应。原因在：
? 中小增强热塑性塑料管很多是高压管，采用可盘卷长管供应尽量减少接头可以显著地方便铺设和降低费用。例如：从油井到集油站的增强热塑性塑料管道常用按照用户要求长度定做的整根管，中间没有接头，以盘卷长管远到现场后只需要连接两端。
? 在某些不方便施工的铺设地区（如沙漠、沼泽、丛林、海洋等）以可盘卷长管供应可以显著提高效率和降低费用。
? 具有柔韧性，能以可盘卷连续长管供应可以适用于非开挖铺设新管道和非开挖修复旧管道。例如：。加拿大Fiberspar为修复旧管生产的外径4.5英寸复合管连续长度达到17,000英尺（压力3,000psi,温度48-129℃）。
? 某些应用必须要用柔韧可曲挠的管材-‘挠性管’。例如：深海石油开采的 ‘挠性动态上升管（Flexible dynamic riser）’（连接在位置固定的海底油井和位置浮动的采油平台之间，不断在活动的管道，或称‘挠性动态立管’）。 因此，在海洋石油天然气开采使用到增强热塑性塑料管都是可曲挠的，所以在石油业就称为‘挠性管’。PIPELIFE 公司主管Soluforce经理John Newbert来北京交流时就讲过，中小直径高压增强热塑性塑料管如果不能以可盘卷长管供应，就没有在市场上立足的竞争力。 建议：开发中小直径增强热塑性塑料管要尽可能做到具有柔韧性，能以可盘卷长管供应。 能以可盘卷长管供应的增强热塑性塑料管直径范围当然是有限制的。 根据国外的经验，如果需要在陆地上用车辆运输，由于受到车辆总高度（通过桥梁）的限制，盘卷的直径不能过大（通常采用专门的车辆），增强热塑性塑料管的外直径通常在150毫米以下。例如：PIPELIFE 生产的Soluforce M570，外径150毫米，每盘长400米。 如果产品可以船运，盘卷的直径就可以很大。例如：日本MESCO生产的‘海洋送水管’WEETS外直径最大到446毫米。丹麦NKT生产的挠性管内径最大到16英寸，盘卷直径到9.2米。据报道，世界上最长的连续可盘卷复合管是挪威NAT Compipe制造的海底油田注水管，长度15公里，内径3英寸，工作压力5510psi，铺设在挪威Asgard油田。内衬管是交联聚乙烯，增强层是玻璃纤维和环氧树脂复合缠绕。 值得提请注意的是国外在非增强热塑性塑料管的应用中也大量采用可盘卷长管，因为这可以明显提高铺设效率和降低费用。在这方面我国塑料管业历来比较落后，除了小直径的农村用管材外，较少利用可盘卷长管。国内在管材生产线的配置（盘卷设备）和运输工具（专门车辆）方面也有差距。希望企业注意到克服这个差距可以提高竞争力。 7增强热塑性塑料管的连接
可靠和方便的连接方法是所有管道系统成功的基础。对于增强热塑性塑料管连接方法问题尤其显得突出，这是因为增强热塑性塑料管连接时无法把两个管端的增强材料连接起来形成力的传递结构，而增强热塑性塑料管通常又是应用于高工作压力，保证接头的密封性更不容易。所以在开发增强热塑性塑料管时必须从一开始就考虑连接的方法，在评价增强热塑性塑料管时特别注意其连接方法的可靠性和方便性（包括成本）。 增强热塑性塑料管的连接方法通常有机械压紧方式和非机械压方式两大类[1,5]：
应用最广泛的是机械压紧方式。我们熟悉的铝塑复合管就通常采用机械压紧方式。机械压紧方式的原理是把增强热塑性塑料管的各层依靠机械作用压紧到金属接头件上，实现密封的同时实现轴向负载的传递。然后连接是由金属接头完成的（完成增强热塑性塑料管和增强热塑性塑料管的对接或者增强热塑性塑料管和其他管材或器件的连接）。从国际上增强热塑性塑料管应用的实际经验看，机械压紧方式是中小直径增强热塑性塑料管最常用最可靠的连接方法。 所以，本文作者建议：
开发中小直径增强热塑性塑料管必须配套开发机械压紧方式接头。
事实上如果没有可靠的机械压紧方式接头，开发增强热塑性塑料管都没有办法进行，因为没有办法进行耐压试验。
开发机械压紧方式接头可以吸收国外的经验。 某些增强热塑性塑料管可能采用非机械压紧方式连接。例如：三层结构的芳纶纤维增强热塑性塑料管RTP可以采用电熔连接套实现RTP和RTP的对接。方法是先采用对接熔焊把端面熔接，但是这一熔接只是起到密封作用（防止输送流体接触到端面的增强材料）并不能传递管材的轴向负载。所以需要另外用一特殊加长并增强的电熔连接套和连接管材的外护套层熔接。显然轴向负载的传递是经过一管材管端外护套层和电熔连接套的熔接面传递到电熔连接套，再经过电熔连接套和另一管材管端的熔接面传递到另一管材的。所以必须要求传递过程中各界面有足够的承受负载能力。（显然在种连接方法不能应用于增强层和塑料层不粘接的不粘合挠性管）。 开发接头也可以吸收国外的经验。例如：
非机械压紧方式
? PIPELIFE介绍，其后开发的三层结构钢丝增强热塑性塑料管RTP也可以采用上述开发的非机械压紧方式接头。
? FRIATEC AG为三层结构的芳纶纤维增强热塑性塑料管RTP开发了专门接头。为了更好地保证管材截面上的增强纤维不接触输送介质，在连接的RTP内采用一种衬袖状电熔套筒（电热丝在外表面）来代替通常采用的对接熔焊[5,9]。
? 日本MESCO的增强复合聚乙烯管（如WEETA）采用的连接方法是剥去一段增强层，将聚乙烯内导管（管壁较厚）对接熔焊或用电熔套筒熔焊，然后补加增强带，最后用热收缩交联聚乙烯套防护。
机械压紧方式 英国SHAND UK（www.shanduk.com）是国际上生产机械压紧方式软管接头的著名企业。产品按照欧洲标准BSEN 14421。用于高压需要采用双向压紧的连接套（Dual Swage Couplings）， 8增强热塑性塑料管的市场定位
根据目前国内的市场需要，本文作者建议：
增强热塑性塑料管开发的重点放在直径50-200毫米高中压增强热塑性塑料管和直径600-2000低压增强热塑性塑料管。
50-200毫米高中压增强热塑性塑料管主要面向石油天然气开采、矿山和工业。直径600-2000低压增强热塑性塑料管是面向引水管、输水管、有压排水管和灌溉输水管。分别说明如下 8-1 50-200毫米高中压增强热塑性塑料管
众所周知，当前约束和影响我国经济发展的最大难题是石油问题。我国石油消耗在快速增长，每年依靠进口的石油量越来越大。因此石油和天然气开采是国家最需要发展的领域。国际上在石油和天然气开采领域已经大量使用各种增强热塑性塑料管，国内开发和生产这些增强热塑性塑料管既是塑料管业不容推脱的责任，也是可以带动行业进步的重大商机。 目前，国内石油天然气开采业已经开始认识到采用增强热塑性塑料管替代传统钢管可能带来的效益。几大油田都已经开始使用国产的增强热固性塑料管（玻璃钢管）和增强热塑性塑料管（包括钢丝、钢带和芳纶纤维带的增强管）。同时，在我国的海洋采油中已经使用进口的增强热塑性塑料管（挠性管），1989年北部湾就铺设了第一条1800米 6英寸的挠性管（法国Coflexip产品），以后不断有少量进口挠性管应用于南海、渤海等海上油田。（近年，各种增强橡胶管已经在我国的石油业打开不小的市场，仅仅在河北景县就有‘河北欧亚特种胶管有限公司’等多家企业在供应‘海洋高压输油胶管’。） 国内开发和生产石油开采用增强热固性塑料管（玻璃钢管）较早，目前年销售值已达几亿。开发和生产增强热塑性塑料管还在起步阶段，至今只有几家企业开始少量生产，年销售值约在几千万。根据有关企业的调查，增强热塑性塑料管在我国石油天然气开采领域的前景是很广阔的（2005年‘高详’公司的调查结果是：‘北方油田对非金属管线的年需要量约2000公里’）。尤其是因为我国有以下的特殊国情： ? 中国西部的油田很多在沙漠地区，东部的油田不少在沼泽和海滩，这些地区铺设传统管道比较困难，很适合采用以可盘卷长管供应的增强热塑性塑料管。根据国外经验RTP的铺设速度可以达到每小时一公里。
? 不少中国的石油和天然气资源含腐蚀介质（硫化氢很高，采用钢管防腐蚀成本很高。
? 中国的油田通常油井比较密，不少需要配上注水井，因此注水管和集油管的需要量比较大。
? 我国石油资源的最大希望是在海洋，肯定今后要越来越依靠深海采油。国际经验证明深海采油特别适合采用多层的增强热塑性塑料管-挠性管。 增强热塑性塑料管在能源开发和输送方面另外一个前景广阔的用途是燃气的开采和输送。21世纪全球的能源结构都在从石油向天然气转化。我国天然气的应用比较落后（在一次能源中仅占5%左右左右，全球的平均比例是25%左右。）今后必须也必然要逐步提高能源中天然气的比重。天然气可压缩，长途输送必须用高压才经济。非增强热塑性塑料管耐压有限，至今只能应用于燃气管网末端（用在经过减压以后的输配管网，通常压力在1MPa以下），传统上长途输送燃气的高压（大于1.6MPa）管道只能用钢管。RTP的开发打开了塑料管进入燃气网前端的道路。近年国外正在努力推动把RTP应用于天然气的开采和输送。2000年德国就铺设了一条长1公里，PN100输送非干性含硫天然气的RTP管道，到2004年底德国已经铺设4.5公里(DN125，PN25，PE100) 燃气管，德国给水和燃气协会DVGW 2004年公布了最早的RTP标准-VP642（2004）‘运行压力在16 bar以上用于天然气的纤维增强PE管（RTP）和附带的连接件’。2006年 ISO138/SC3技术委员会已经制定出燃气输送RTP（最大工作压力40bar）的标准ISO 18226。根据欧洲经验采用RTP代替钢管输送燃气大约可以节约费用25%[5]。 所以，希望我国塑料管业有意向和实力发展高科技含量和高附加值塑料管的企业注意到这个潜力巨大的市场，抓住为发展能源产业服务的历史性机遇，积极投入开发和生产高中压的增强热塑性塑料管。开拓这个市场需要做大量的工作（产品试验研究、生产设备配置、铺设应用推广等各方面），不可能如同以前搞非增强热塑性塑料管那么容易上马。但是，成功以后将有广阔又稳定的市场和良好的经济和社会效益。本文作者建议目前先从比较简单的三层增强热塑性塑料管-RTP起步，打开市场和积累经验后逐步开发多层的增强热塑性塑料管-挠性管，最后从陆地扩展到海洋，从浅海进入到深海，打破国外的垄断，把附加价值最高的塑料管国产化。 本文作者建议：
先开发比较简单的三层增强热塑性塑料管-RTP：
如果主要面向石油开采领域，建议优先开发钢增强热塑性塑料管。注意我国需要两类高压增强热塑性塑料管，一类是油田用注水管，直径比较小（50-100mm）但是压力要求高（5-25MPa）。因为要求压力高这类增强热塑性塑料管采用纤维增强有困难，建议采用钢丝增强带（或钢带）增强。产品开发可以参考PIPLIFE 的Soluforce Heavy和WELLSTREM的FlexSteelTM。另外一类是油田用集油管道，直径较大（100-200mm），压力要求较低（1.6-5MPa）。因为要求压力较低这类增强热塑性塑料管的增强层可以采用纤维增强带（柔韧性更好）也可以采用钢丝增强带或钢带（成本较低）。产品开发可以参考PIPLIFE 的Soluforce Classic和WELLSTREM的FlexSteelTM。 如果主要面向高压输送天然气领域，建议优先开发芳纶纤维增强热塑性塑料管。因为已经有ISO标准和欧洲的实用经验，比较容易被用户接受。产品开发可以参考PIPLIFE 的Soluforce Classic。 建议先开发国际上已经应用较多的钢和芳纶纤维增强，然后探索开发其他增强材料，如聚脂纤维，玻璃纤维等，产品开发可以参考Flexpipe Systems 的FPLP。 这些RTP在矿山和某些工业领域也有市场。例如：深矿井的供水和排水需要比较高的工作压力，柔韧，抗冲击、耐腐蚀的RTP很适用。 这两类增强热塑性塑料管都要做成具有柔韧性，能以可盘卷长管供应。生产线可以参考KRAUSS-MAFFEI的RTP生产线等。国内现在有几个机械企业在开发这种生产线，广州励进新技术有限公司已经领先自主开发成功‘柔性热塑性增强塑料管复合管生产线’。 8-2直径600-2000毫米低压增强热塑性塑料管。
至今我国输水领域用塑料压力管主要在中小直径范围（800毫米以下），较大直径范围（800毫米以上）的输水压力管还主要是用球墨铸铁管、钢管和混凝土管。为什么卫生性和抗腐蚀性更好的塑料管还很少进入较大直径范围的输水压力管呢？原因是：
? 制造较大直径非增强热塑性塑料压力管（直接挤出成型）比较困难。目前，我国生产的聚氯乙烯实壁管的最大直径到800毫米，聚乙烯实壁管的最大直径到1600毫米。而且制造较大直径非增强热塑性塑料管（直接挤出成型）的生产线需要很大投资。
? 较大直径非增强热塑性塑料压力管（直接挤出成型）难以满足对于性能的要求。例如：直径大于1000毫米的聚乙烯管，只能应用于工作压力1.0MPa以下。
? 较大直径非增强热塑性塑料压力管（直接挤出成型）耗费原材料很多，成本很高。例如直径1600毫米，工作压力0.6 MPa的PE100管材，SDR=26，每米超过200公斤。 因此，近年国内外都在探索开发较大直径的增强热塑性塑料压力管。目标市场是引水管、输水管、排水管（有压力的）和灌溉用输水管。希望能够不仅卫生性和抗腐蚀性更好，而且安全可靠，成本低，铺设方便，可以替代传统的管道。根据我国的国情分析和各方面反映的信息，这是一个需求很大的市场。 目前，国内外已经出现多种不同的设计。但是，还都在试验和少量试用的阶段，没有经过大量生产和应用的考验。我国企业在此领域起步不晚，开发工作已经有一些可喜的成果。例如：‘金石东方’开发的钢丝直接缠绕增强聚乙烯压力管，目前最大直径到630毫米，比同样直径和压力的聚乙烯实壁管可以节约材料和降低成本；最近‘金石东方’正在开发的钢肋缠绕增强聚乙烯管直径可以更大。希望我国的塑料管业注意到这些新动向，抓住这个新机遇。 国内外在探索开发较大直径低压增强热塑性塑料压力管中有一些做法或设计值得我们注意和借鉴，介绍于下供开发企业参考：
? 较大直径低压增强热塑性塑料压力管的塑料层可以采用缠绕熔接成型：换句话说，增强管的内衬管或外护套管不一定要如同实壁管那样整体挤出成型，可以采取挤出塑料带材缠绕熔接成型。这样可以用比较小和经济的设备制造直径比较大大管材，而且改变规格比较容易。采用带材缠绕熔接成型应用于无压力管（埋地排水管、护套管）已经有长期的成熟经验，但是应用于承受内压力的压力管还是新技术，需要谨慎地处理。从德国KRAH公司用缠绕熔接方法制造增强塑料压力管的测试和实用结果看，如果能够控制好熔接的温度和压力，采用多层错缝熔接是可以保证可靠的。
? 较大直径的增强热塑性塑料压力管不一定要连续生产：较大直径的压力管不可能再盘卷，只能以一定长度的直管供应。所以为了制造方便可以采用非连续的方法，先制造内衬管段，再在旋转的内衬管上缠绕增强丝或增强带，再缠绕外保护层，如同玻璃钢管那样一根根的制造。例如：KRAH公司的增强塑料压力管就是在近6米长的筒状模上一根根缠绕出来的。德国KRAUSS-MAFFEI公司在2004年RTP研讨会上介绍他们开发较大直径增强塑料压力管（400-1500mm）的方案时也是采用不连续的缠绕法。美国ADC公司已经开发了用纤维增强热塑性塑料带缠绕成型各种制品（包括管材）的加工设备[10]。
? 较大直径的增强热塑性塑料压力管可能需要同时增加抗外压能力（通常要求环刚度在2KPa以上）。有部分市场需要直径较大但是压力不高的（0.2或0.4MPa）输水管，例如从水库或水源引水到水厂的引水管，灌溉用（代替水渠）的输水管。这种管材常常出现耐内压已经足够而环刚度过低的现象（在埋地铺设中可能变形过大或者失稳垮塌）。解决的办法可以是同一增强层即增强承受内压能力又提高环刚度，也可以采用多层复合方式，一层增强承受内压能力，另外一层增加环刚度。海洋石油业用的‘挠性管’都是采用这样的多层方式，增强承受内压能力的称‘抗拉增强层tensile armor layer’ 和增加抗外压能力的称‘抗压增强层pressure armor layer’ 。
? 较低压力的增强热塑性塑料压力管不一定要环向和轴向等效增强：连续生产的小直径高压增强热塑性塑料管通常按照环向和轴向等效增强原理设计，缠绕的增强丝和带与轴线成55度角。可以用力学分析证明在这样的角度下缠绕增强刚好使管材的环向和轴向等效增强（环向应力和轴向应力比是2：1）。但是对于要求承受内压不高的管材也可以采用不等效增强，只增强环向而不增强轴向。换句话说，较小的轴向应力由塑料层单独承受，较大的环向应力由增强材料和塑料层共同承受。因为增强热塑性塑料管的塑料层无论如何必须要有一定厚度（为了形成缠绕基体必须的刚度、保证密封、抗腐蚀和磨损，塑料层不能太薄），对于承受内压不高的管材达到以上要求的塑料层壁厚可能对于轴向强度已经足够，只是环向强度不足还需要增强。不等效增强的缠绕不需要与轴线成55度角，可以接近环向缠绕。例如：日本MESCO的增强复合聚乙烯管就是这样设计的，增强的缠绕是环向的，塑料内管比较厚，连接处对接熔焊的塑料内管就可以承受轴向力。在制造较大直径和较低压力的增强热塑性塑料压力管时，如果采用接近环向缠绕就比较容易。
? 较大直径低压增强热塑性塑料压力管可能采用取向增强的热塑性塑料带做增强层。热塑性塑料的高分子经过拉伸取向后可以显著提高强度，所以国内外一直在探索开发利用取向增强效应的热塑性塑料管。目前取向的聚氯乙烯管材（PVC-O）已经大量生产，但是取向的聚烯烃管材还不成功。最近Solvay公司向德国EGEPLAST（欧洲生产PE管道的大企业中排第四位）转让了名为HexelOne的新技术。这个专利技术可以生产直径范围180-1200mm，压力范围10-25bar的增强复合管。HexelOne是三层结构，三层的是相同的HDPE。内层保证流体的密封，中间层是交错缠绕的单轴拉伸取向的增强HDPE带，达到提高耐压能力，外层是保护层。据介绍不仅在成本上和现有管材比有竞争力（用材料省），而且没有采用和管材主体塑料不同的增强材料，因此完全可以循环利用。这种利用拉伸取向带缠绕成型大直径压力管的工艺原理也可能应用于PE，PP，PVC 或PVDF，是非常值得关注的创新技术。 本文作者建议：
起步可以先开发的制造较大直径（800-2000）和较低压力（0.2、0.4MPa）的增强热塑性塑料压力管。
理由是
? 制造较大直径和较低压力的增强热塑性塑料压力管已经有市场需求。国内在这个范围已经有应用聚乙烯实壁管的多个工程。
? 直径610mm以下输水管已经有比较成熟的增强热塑性塑料管产品-钢丝直接缠绕聚乙烯管，但是采用这种连续缠绕工艺制造更大直径有困难。
? 在这个范围增强热塑性塑料管比聚乙烯实壁管在经济性上有明显的竞争优势。比传统管材在卫生性、抗腐蚀、容易铺设方面有竞争优势。
? 国内制造这个范围的无压缠绕熔接塑料管及其生产线已经有多年经验可以借用。
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