《水处理用不锈钢蜂窝斜管》编制说明

水处理用不锈钢蜂窝斜管

编制说明

（征求意见稿）

“在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附

上”

《水处理用不锈钢蜂窝斜管》编制组

二零二一年十二月

一、任务来源

2021年8月12日，根据《中国工业节能与清洁生产协

会团体标准管理办法》（工节协发〔2017〕11号）文件要求，

下达了项目名称为《水处理用不锈钢蜂窝斜管》的团体标准

编制任务。本文件为推荐性标准，标准的主要编制单位为瑞

盛环境股份有限公司等。

二、制标背景、目的、意义

蜂窝斜管(又称六角形蜂窝斜管填料)主要用于水处理

沉淀池及沉淀设备中，适用进水口除砂、一般工业和生活给

水沉淀、污水沉淀，隔油以及尾矿浓缩等处理。传统蜂窝斜

管以聚丙烯、乙丙共聚、聚氯乙烯、玻璃钢等为原料生产而

成，在生产过程中产生废气污染，长期浸泡在水中增加有机

污染物质（酚、醛等）含量等公共安全、卫生问题，且耐环

境能力差（高温刚性不足、低温发脆），室外使用时易发黄

变色；使用寿命结束以后，只能作为废弃物处理，对环境造

成二次污染。

水处理用不锈钢蜂窝斜管选用优质2B光面不锈钢卷材

为原材料，具有强度高、不易变形老化等优点，当达到使用

寿命后，可作为原材料回炉治炼，既有一定的残值又不会产

生固体废弃物污染，这对实现绿色清洁生产和低碳循环经济

都有重大的现实意义和经济意义。

由于现有经济条件和技术水平的制约，水处理用不锈钢

蜂窝斜管制作成本居高不下且质量参差不齐，产品规格参数

与工艺设计参数不匹配，处理效果无法满足设计要求，由于

没有符合市场需求的标准规范，限制了不锈钢蜂窝斜管在水

处理工程中的应用。因此，制定水处理用不锈钢蜂窝斜管的

制造和检验标准迫在眉睫、势在必行，实现用料省、重量轻、

成本低、可循环利用、产品性能参数满足设计和市场应用需

求、水质处理效果好，拓宽在水处理中的应用领域及范围，

实现水污染防治与环境的和谐发展，顺应我国碳达峰、碳中

和的总体要求。

三、国内外情况说明

3.1国内外对该技术研究情况简要说明：

不锈钢具有屈服强度高，弯折成型难度大，回弹性大，

成型后易变形等特点。虽然从机械弯折成型角度分析，理论

上可能有多种方法成型，但由于不锈钢卷材及沉淀用斜管波

板特性，成型、焊接均较为困难；且在剪切处理时经常出现

飞边、毛面、裂痕等情况，上述因素成了价格以外限制不锈

钢蜂窝斜管应用的主要因素。

3.1.1国外研究进展

国外对于斜管的研究主要是在斜管沉淀池实际工程应

用及计算机模型中，通过优化斜管的结构参数，如选择合理

的斜管安装角度，提高布水均匀性，选择合适的配水流速与

上升流速等达到最优的沉淀效果，但对于斜管材质、自身特

性参数优化研究较少。

（1）HARALDL，TORY.Computersimulationand

experimentsontwo-phaseflowinaninclined

sedimentationvessel［J］.PowderTechnology

（2）DOROODCHI，FLETCHERDF，GALVINKP.Influenceof

inclinedplatesontheexpansionbehaviourof

particulatesuspensionsinaliquidfluidizedbed［J］.

ChemicalEngineeringScience

（3）DOROODCHI，ZHOUJ，SWANNA，etal．Particlesize

classificationinafluidisedbedcontainingparallel

inclinedplates［J］.MineralsEngineering，2006，19：

162-171

示例1：

示例2：

3.1.2国内研究进展

国内研究主要集中在不同进水形式、进水流速、表面负

荷等因素影响斜管沉淀处理效果的基础理论阶段，在不锈钢

蜂窝斜管成型、焊接及规格参数等方面未见报道。

（1）西安建筑科技大学环境与市政工程学院在“给水排水”

上出版的“斜管沉淀池布水均匀性模拟计算与工艺参数分

析”；

（2）佛山市顺港建筑设计有限公司在“科建园地”上出版

的“调整斜管沉淀池安装高度增加产水量的工程实践”；

（3）河海大学水利水电学院在“中国农村水利水电”上出

版的“异向流斜管沉淀池水力特性研究”。

示例1：

示例2：

目前国内钢铁行业和工业制造业技术先进程度大幅度

提高，采用数字化生产线机械手或自动焊接、剪切等技术，

可以有效解决了不锈钢蜂窝斜管在生产制作过程中波板剪

切成型、组合焊接的技术难题，实现了蜂窝斜管从有机型材

（塑料、FRP）向全不锈钢材质转变的突破。

水处理用不锈钢蜂窝斜管主要有以下市场竟争优势：

（1）原料利用率高、成本低：传统斜管在组装时按照

蜂窝状排列成斜度为60度的组合体，这就需要相邻壁重叠，

不仅增加了重量和成本，还造成原材料的浪费。现生产的不

锈钢蜂窝斜管，相邻壁之间无需重叠，可以通过壁与壁组合

焊接的方式实现了60度组合体的成型，提高了原材料利用

率。

（2）低碳、环保：传统材质（PVC、PP、FRP）的同类

产品，在使用寿命（3～5年）结束以后，只能作为废弃物处

理，对环境造成二次污染；生产的不锈钢蜂窝斜管采用优质

2B光面不锈钢板材，当产品实用寿命（15～20年）超过固

定的年限后，可以资源回收重复利用，不会产生固体废弃物

污染，符合工信部清洁生产和资源循环利用要求。

（3）使用安全、寿命长：传统有机型材（塑料、FRP）

的同类产品在使用过程中存在易老化、滋生藻类、积泥、扭

曲变形、坍塌等使用安全问题，检修更换时存在需要停水、

放空、水厂停运而造成的环保督查风险。不锈钢蜂窝斜管在

材质方面优势明显，具有强度高、不易变形老化、使用寿命

长、出水水质好等优点，传统斜管与不锈钢蜂窝斜管性能对

比如表1所示。

表1传统斜管与水处理用不锈钢蜂窝斜管性能对比

序号项目名称传统斜管不锈钢蜂窝斜管

1材质有机型材（塑料、FRP）不锈钢

2物理性能易老化、坍塌不易老化、强度高

3安全性差优良

4低碳、环保存在二次污染可循环利用

5资源利用低,废料多高，无废料

6使用寿命3～5年15～20年

2.经查，该标准无对应的国家标准、国际标准或国外先

进标准。

3.相关行业标准有《水处理用斜管》CJ/T83-2016，该标

准中对不锈钢斜管进行了简单规定，但是很多参数不全面。

一方面，该标准中只是规定了斜长1000mm的协管的规格尺

寸，但在实际工程应用中还有以斜长1200mm的进行设计，

所以该斜长制造的斜管规格参数需要补充；另一方面，该标

准中常用的蜂窝斜管直径D（mm）不全，也需要进一步完善。

四、制标原则和依据

1、制标原则

本标准编制主要遵循“一致性、协调性、易用性”原则，

保证标准的科学性、规范性、时效性。为了能够更好地发挥

水处理用不锈钢蜂窝斜管作为沉淀单元的处理效果同时为

工程设计提供理论科学依据，规范了水处理用不锈钢蜂窝斜

管的主要技术参数，包括抗拉强度、屈服强度、管口水平承

压强度、耐冲击强度、侧面承压变形率和相关设计参数等；

同时提出了新的水处理用不锈钢蜂窝斜管规格尺寸，使得设

计、使用、评定水处理用不锈钢蜂窝斜管效果有据可循。

2、主要内容依据

本文件的编制以国家环境保护现有法律、法规、标准为

主要依据，调研取得的斜管运行情况数据资料和不锈钢蜂窝

斜管的行业标准及相关的技术规范和设计手册等文献资料，

总结编制了本标准。

主要内容依据如下：

水处理用不锈钢蜂窝斜管涉及不锈钢材料、材料剪切、

机械焊接、性能测试、包装、运输、卫生指标等方面，本条

说明了本标准引用的这些专业的国家和行业标准。

GB/T191包装储运图示标志

GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方

法

GB/T3280不锈钢冷轧钢板和钢带

GB/T9969工业产品使用说明书总则

GB/T13306标牌

GB/Tl7219生活饮用水输配水设备及防护材料的安全

性评价标准

GB50014室外排水设计标准

CJ/T83水处理用斜管

JB/T2932水处理设备技术条件

JB8939水污染防治设备安全技术规范

五、编制过程

为保证本标准的制定质量，力求标准符合科学发展与切

合实际，使《水处理用不锈钢蜂窝斜管》具有可操作性，标

准实施后能对环境工程设计实施和开展具有指导作用，标准

编制组在开展大量资料收集、实地调研、数据分析的基础上,

综合参考国内、外有关经验，并广泛听取国内斜管领域的专

业人员、相关专家的意见，经过多次讨论研究和反复修改，

起草编制完成团体标准《水处理用不锈钢蜂窝斜管》草案。

主要开展工作情况如下：

2021年8月12日，《水处理用不锈钢蜂窝斜管》团体标

准立项申请获得中国工业节能和清洁生产协会批准，并成立

了标准编制组。

2021年11月2日，标准编制组组织召开了标准启动会

暨第一次讨论会。

2021年8月～2021年12月，编制组调研并系统分析了

国内外已发布的相关标准，并通过相关实际工程论证，获得

了大量实验、工程数据，结合国内外相关研究成果，形成了

《水处理用不锈钢蜂窝斜管》(草案)及编制说明。

六、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作

本标准由瑞盛环境股份有限公司等单位起草。

主要成员：

表1标准主要参编单位及任务分工

主要参编单位任务分工

主编单位，负责标准内容、技术指标及申请资料的具体审核工作；

负责国内外文献收集、会议组织、现场调研标准、标准起草和修改

等工作；

负责确定水处理用不锈钢蜂窝斜管试验方法和技术指标的技术问

题，并对试验数据组织进行集中论证和修改，检测方法和技术指标

试验及验证等工作。

责确定水处理用不锈钢蜂窝斜管技术指标，并对试验数据组织进行

集中论证和修改。

负责确定水处理用不锈钢蜂窝斜管的相关技术参数。

负责确定水处理用不锈钢蜂窝斜管的测试方法，完善标准中的技术

指标和测试方法

负责完成水处理用不锈钢蜂窝斜管相关技术指标试验方法的资料收

集、专业咨询等，同时提出标准的修改意见和改进建议

七、标准主要内容说明

7.1技术、工艺技术路线简介

（1）不锈钢波板成型

采用不锈钢卷材经轮滚轧冷弯变形成相间等腰梯形或

矩形波，各波纹轮滚轧成型若干道次逐渐加深变形，每波形

成型后至少一道以上继续定型，先在不锈钢中心开始轧1～2

个梯形或矩形波，经若干道次加深滚轧成型后，再在其两例

对称多道次逐渐加深轧1～2个梯形或矩形波，集面再在其

两例对称多道次逐渐加深滚轧1～2个波形，重复，直至将

平板宽度全部滚轧出梯形或矩形波。各个梯形或矩形波滚轧

成型，根据波高较好采用35道次逐次加深变型，成型为3～

5道次加深变形；成型后，再在其两边外侧各增加1～2个波

形成型，以次类推，片材从各道上下轮组间穿过，直至全部

成型，并且在次波形成型完成后，在开始下次波成型时，继

续保持前次波至少一道次及以上定型轮组。（具体见图7-1

和7-2）。

图7-1不锈钢波板截面示意图

图7-2不锈钢波板成型放大示意图

（2）不锈钢波板剪切

本产品不锈钢成型蜂窝波板的切断，为波板两边向中

间，同时以剪切方式切断，并使剪切面成60度斜角，可一

次切断到位，无需再进行斜角加工；同时，波板切断口平直，

无毛边，不需修边，切断不会造成波形变形，无需二次整形

加工；采用一个油缸控制上剪刀下落，切断速度快、效率高，

并且可以按任意斜角度切断。若在波板成型设备的末端设有

上下两排（每排分左右）剪刀，按规定尺寸定长切断，剪切

时间最快可达到每片0．8秒（具体见图7-3）。

图7-3不锈钢剪切装置示意图

（3）不锈钢斜管组合与焊接

不锈钢波板组合成蜂窝斜管，通过点焊或舌片插入咬合

固定，组合成六角蜂窝或矩形斜管立体组件。点焊电极由多

对排列组成，其中一排为一端固定、另一端悬空的长条棒固

定电极；活动电极排可以设置在相互自独立的气缸或油缸

上，使各点焊电极既可以单独升降点焊，又可以同时升降点

焊，从而提高了点焊装置的焊接灵活性；活动电极能够前后

移动，具有结构简单，操作可靠，成本低等特点。固定的长

条棒电极，为使电极棒有很好的冷却，可以适应大电流连续

点焊，提高点焊效率，并确保电极棒使用强度，中空内有芯

管的套管结构，形成夹层冷却通道，可以通过通入循环水或

其他冷却介质加以冷却降温，通过转动多面使用可以延长电

极棒使用寿命，同时与蜂窝孔同形，可以同时起到叠合孔限

位作用，防止点焊时波板左右移动。悬空端有活动支托，既

可以依长条棒电极前后移动、又能上下移动完成多点点焊。

通过专用蜂窝斜管组合焊接装置焊接，一次可以焊接13～17

点，任选调节；自然摆放60度斜角，最短完成时间为0.8

秒／次（具体见图7-4和7-5）。

图7-4不锈钢蜂窝斜管焊接装置结构示意图

图7-5不锈钢波板组合焊接连接示意图

（4）工艺流程图

优质304不锈钢卷材波板成型机剪切波板切断装置

焊接组合焊接装置成品

图7-6水处理用不锈钢蜂窝斜管生产工艺流程图

7.2技术创新点

本标准的创新点主要在于解决了传统蜂窝斜管在生产

过程中产生废气污染，使用过程中存在易老化、滋生藻类、

积泥、扭曲变形、长期浸泡在水中增加有机污染物质（酚、

醛等）含量等公共安全、卫生、耐环境能力差、室外使用时

易发黄变色、使用寿命结束以后，只能作为废弃物处理，对

环境造成二次污染等问题。以优质2B光面不锈钢卷材为原

材料，结合不锈钢波板的成型技术、不锈钢波板的剪切技术、

水处理用不锈钢波板组合蜂窝斜管及焊接技术解决不锈钢

成型、焊接困难、剪切处理时经常出现飞边、毛面、裂痕等

问题，且传统斜管在组装时按照蜂窝状排列成斜度为60度

的组合体，这就需要相邻壁重叠，不仅增加了重量和成本，

还造成原材料的浪费。水处理用不锈钢蜂窝斜管相邻壁之间

无需重叠，可以通过壁与壁组合焊接的方式实现了60度组

合体的成型。

7.3范围

本标准规定了水处理用不锈钢蜂窝斜管（简称蜂窝斜

管）的术语与定义、型式与命名、技术要求、试验方法、检

验规则、检验规则、标志、标牌及随行文件、包装、运输与

储存等。

本标准适用于水处理用不锈钢蜂窝斜管的制造及检验

和新建、改建、扩建项目。

7.4术语与定义

本条说明了适用于本标准的术语和定义。参照了CJ/T

83-2016水处理用斜管自主定义了“水处理用不锈钢蜂窝斜

管”、“水处理用不锈钢蜂窝斜管倾角”和“水处理用不锈

钢蜂窝斜管直径”三个术语。

7.5分类与命名

市场上常见的水处理用不锈钢蜂窝斜管可以根据水处

理用不锈钢蜂窝斜管内切圆直径（Φ）进行分类。根据内切

圆直径（Φ）可分为：30mm、40mm、50mm、60mm、80mm、

100mm六种产品型号。

采用英文缩写和阿拉伯数字对水处理用不锈钢蜂窝斜

管进行命名，命名示例如下：

“SUS-FWXG-50”—内切圆直径（Φ）为50mm的水处理

用不锈钢蜂窝斜管。

7.3解决主要问题

本标准对水处理用不锈钢蜂窝斜管的生产和制造、应

用、主要技术参数等方面作出规范性要求；同时规范该产品

的设计和生产制造，使得该产品的生产、设计有标准可依，

并能依标准检验，确保该产品质量的稳定性。

7.4标准条文解释

7.4.1材质

水处理用不锈钢蜂窝斜管所用的不锈钢抗拉强度不应

小于700MPa，屈服强度不应小于250MPa。

备注：以上数据根据制作水处理用不锈钢蜂窝斜管所使用的

不锈钢卷材生产厂家的产品质量证明书得出。

示例：产品质量证明书

7.4.2水处理用不锈钢蜂窝斜管组件强度

（1）管口水平承压强度

单组水处理用不锈钢蜂窝斜管管口水平承压强度应不

小于2.0KPa，且单组斜管总脱焊点不大于2个，同一焊线上

脱焊点不大于1个。

（2）耐冲击强度

单组水处理用不锈钢蜂窝斜管以A向从1米高度自由跌

落至平整的混凝土地面，单组斜管总脱焊点不大于1个。

（3）侧面承压变形率

单组水处理用不锈钢蜂窝斜管在承受1.2Kpa侧向（A面）

压力强度时，外形尺寸变化率小于1%。

备注：（1）以上数据根据无锡市产品质量监督检验所检测报

告得出。

（2）按照检测方法工厂实测单组水处理用不锈钢蜂窝斜

管能够承受的管口水平承压强度为2.6KPa，侧面承压变形率

满足要求的压力强度为1.8Kpa,主要实测数据见下表：

管口水平承压强度

序号压力强度检测结果

11.5KPa按照检测方法，无脱焊情况出现。

22.0KPa按照检测方法，无脱焊情况出现。

32.6KPa按照检测方法，有脱焊情况出现，出现1个脱焊点。

侧面承压变形率

序号压力强度检测结果

10.6KPa按照检测方法，外形尺寸无变化。

21.2KPa按照检测方法，外形尺寸无变化。

31.8KPa按照检测方法，外形尺寸发生变化，侧面承压变形率为

0.82%。

示例：检测报告

7.4.3规格尺寸

在本标准的制定过程中，首先进行了市场调研，收集了

大量斜管生产厂家的产品规格型号，同时网上查阅相关文

献、设计手册和设计规范，结合实际工程经验，我们对CJ/T

83-2016水处理用斜管中部分规格尺寸进行了相应调整。主

要参考依据如下：

（一）相关文献

（1）安徽欣创节能环保科技股份有限公司在“冶金动力”

上出版的“斜管沉淀池设计与运行管理细节的处理”；

（2）西南交通大学在“科建园地”上出版的“斜管沉淀池

的原理、构造、设计参数及其应用”；

（3）同济大学环境科学与工程学院在“华东交通大学学报”

上出版的“斜管（板）沉淀技术优化研究进展”；

（4）大连化学工业公司设计院在“纯碱工业”上出版的“蜂

窝型斜管澄清的概述”。

示例1：

示例2：

（二）生产厂家的产品规格型号

（1）河南山水环保材料有限公司

（2）宜兴市某环保填料有限公司

（三）给水排水设计手册第三版

根据“浅池理论”可知，在斜管进口一段距离内，泥水

混杂水流紊乱，污泥浓度亦较大，此段称为过渡段或紊流段，

该段以上便明显看出泥水分离，此段为分离段。斜管的长度

应包括过渡段长度和分离段长度，如斜管的长度过短进口过

度段长度占的比例增加，有效沉降区长度相应减小，显然不

合理。斜管过长会增加造价而沉降效率提高有限，沉淀池在

日常维护过程中底部污泥不宜冲洗，给后期维护带来不便。

综合上述斜管生产厂家的产品规格型号、相关文献、设

计手册和设计规范、实际工程经验和经济效益，可以得出斜

管作为沉淀单元，其斜长可分为1000mm和1200mm两种规格。

因此，水处理用不锈钢蜂窝斜管规格尺寸如下：

主要指标

斜管直径D（mm）单组斜管外形尺寸L×B×H（mm）斜管倾角（°）管壁厚度（mm）单组斜

基本尺极限偏基本尺寸极限偏差基本极限基本尺极限偏管理论

寸（Φ）差尺寸偏差寸差重量

（Kg）

301000×500×86660±20.3±0.0384.5

4063.5

5051.5

6044

80±2.533

10027.5

301000×1000×866169

40127

50103

L=±10

6088

B=±10

8066

H=±10

10055

301000×500×1040101.4

4076.2

506