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(1)国外机械密封行业的发展历程:1885年,机械密封最早在英国以专利形式出现。进入20世纪后,机械密封开始逐渐在工业生产活动中进行应用,并随着上游基础材料、密封理论和下游行业需求等不断创新和发展。干气密封理论在20世纪70-80年代逐步发展成熟,并逐步开始在实际工业生产中大规模应用。机械密封行业的主要发展历程如下:
(2)我国机械密封行业的发展历程:我国机械密封的发展相对国外起步较晚,机械密封行业的研究始于20世纪50年代末期,并于20世纪60年代开始进入工业生产。我国机械密封经历了由进口逐步向基本实现进口替代的发展阶段,目前除了部分高端机械密封产品仍以进口为主外,我国机械密封产品已基本可以满足国内工业生产需求,并实现了部分产品的出口。
20世纪80年代,干气密封随着国内进口设备的引进而进入国内。20世纪90年代,国内厂商开始生产干气密封产品。通过多年的发展积累,中密控股和一通密封等少数企业在干气密封领域取得长足进步,成为国内干气密封领域的第一梯队企业。我国机械密封的主要发展历程如下所示:
中金企信国际咨询公布的《2022-2028年中国机械密封市场发展分析及未来投资潜力可行性报告》
3、我国机械密封行业的发展现状:
(1)发展现状概述:根据《机械密封行业“十三五”专业发展规划》,我国机械密封行业经过几十年的发展,已经成为品种规格齐全、基本可以满足我国各种装备需求,具有一定国际竞争力的产业,成为我国机械工业的重要基础行业。
①近三年我国机械密封行业的总体发展情况:近年来,我国密封行业实现了较为快速的发展。根据《中国机械工业年鉴(2018)》,2017年,国内液压气动密封行业在自主创新、品牌建设、为重大装备配套、国际化能力建设等方面取得新进展,液压、液力、气动、密封行业销售产值全部以两位数增长,其中,密封行业一直稳步增长。密封行业增速一直较快的主要原因是与主机设备行业密切相关的产品增长较快和重要行业受国家政策支持。
根据中国液压气动密封件工业协会机械与填料静密封专业分会发布的《机械与填料静密封行业年报统计资料汇编(2019年)》统计数据显示,2019年,42家机械密封国内重点跟踪企业共实现“行业产品营业收入”41.94亿元,同比增长12.31%。2020年,因新冠肺炎疫情影响,机械密封行业收入有所下滑,根据中国液压气动密封件工业协会机械与填料静密封专业分会发布的《机械与填料静密封行业年报统计资料汇编(2020年度)》统计数据显示,42家机械密封国内重点跟踪企业的“行业产品营业收入”同比下降0.47%。根据中国液压气动密封件工业协会机械与填料静密封专业分会发布的《机械与填料静密封行业年报统计资料汇编(2021年)》统计数据显示,2021年,44家机械密封国内重点跟踪企业共实现‚行业产品营业收入‛46.95亿元,同比增长19.54%。
全球机械密封行业经过一百多年的发展已经呈现高度集中的市场格局,在高端产品领域主要被约翰克兰和伊格尔博格曼等行业巨头垄断并形成了稳定的专业化分工。与全球机械密封市场集中度较高不同,我国机械密封市场尤其是低端产品市场还处于分散化、低集中度的发展阶段,行业存在整合空间;国内市场的部分高端产品仍依赖进口。《机械密封行业“十三五”专业发展规划》指出,“十二五”期间,我国机械密封行业持续保持年均10%以上增长,国内市场占有率已达80%以上,但机械密封高端产品还不能满足主机设备行业发展的需求,市场占有率较低,我国机械密封在国际产业分工中仍处于价值链的中低端,高端装备所需机械密封件依赖进口的局面仍未显著改善。
②近年来我国机械密封行业的进口替代情况:
A、行业进口替代的情况:《液压液力气动密封行业“十三五”发展规划》指出,按照《中国制造2025》提出的目标,到2020年,60%以上的高端液压气动密封元(器)件及系统实现自主保障,受制于人的局面逐步缓解,装备工业领域急需的液压气动密封元(器)件及系统得到广泛的推广应用。
国内机械密封行业从20世纪60年代末实现从无到有的突破后,经过半个世纪的发展,在进口替代方面取得了很大的进步。国内机械密封行业的进口替代已从初级替代阶段进入全面替代阶段,中低端产品领域的进口替代已基本完成,高端产品领域的进口替代正在全面延伸和拓展。
高端机械密封领域具有很高的进入门槛,通常只有行业内研发、技术、资金、市场等实力较强的企业涉足。在国内高端机械密封领域,以中密控股、丹东克隆和一通密封为代表的国内企业通过自主研发、合作开发和应用拓展等方式不断推出国产化高端机械密封产品,一方面替换了主机设备原配置的进口机械密封产品,另一方面也在增量业务中与约翰克兰、伊格尔博格曼、福斯等国际密封龙头企业展开竞争,不断延伸和拓展进口替代的深度和广度,推动了我国高端机械密封产品的进口替代进程。
在技术含量更高、应用工况更为复杂的干气密封领域,以中密控股和一通密封为代表的国内干气密封龙头企业通过自主研发、合作开发和应用拓展等方式,在干气密封产品市场实现了更加全面的技术和产品突破,不断实现进口替代,有力地推动了我国干气密封产品的国产化进程。根据中密控股2017年年度报告显示,其国内市场销售规模在2017年实现了对国际大公司的首次超越,市场占有率位列国内市场的第一位。根据中国液压气动密封件工业协会机械与填料静密封专业分会发布的《机械与填料静密封行业年报统计资料汇编(2018年度)》和《机械与填料静密封行业年报统计资料汇编(2019年度)》统计数据显示,一通密封的“行业产品营业收入”也分别于2018年和2019年实现了对大连博格曼有限公司和上海博格曼有限公司两家外资控股公司的超越。
国内密封行业经过半个多世纪的发展取得了卓有成效的进步,国内很多新建项目基本已选用国产化密封,同时一些原有装置配套的进口密封国产化改造也已基本完成。随着国内密封行业进口替代的不断延伸,未来国内密封行业国产化进口替代的案例将集中于尚未国产化的进口设备的配套密封和某些特殊工况下应用的进口密封。
近年来,代表国内机械密封行业生产技术前沿的龙头企业在高端产品领域的进口替代方面取得了一系列突破。公司是国内机械密封进口替代进程中的主要参与者之一,在国内高端密封产品国产化过程中发挥了重要作用。在作为高端机械密封产品的典型应用领域之一的管道输送领域,国内企业的天然气管线压缩机组的核心部件干气密封一直依赖进口。2017年5月31日,中国机械工业联合会就一通密封为中石油管道联合有限公司西部分公司研发的天然气管线压缩机15MPa干气密封(型号:YTG803-180)出具了《科学技术成果鉴定证书》(JK鉴字[2017]第1024号),认为该产品填补了国内空白,主要指标达到了国外同类产品先进水平,具备了进行现场工业性试验条件。该项产品已在天然气管道输送领域实现了工业化应用。2018年,中密控股的“面向核电设备的先进机械密封技术与高端密封装置”项目顺利通过验收,缩小了国内企业在核主泵密封领域与国际领先水平的差距。
2019年6月,根据《工业和信息化部关于公布第一批专精特新“小巨人”企业名单的通告》(工信部企业函〔2019〕153号),凭借在机械密封细分领域取得的发展成绩,工业和信息化部授予中密控股和一通密封专精特新“小巨人”企业称号,并勉励企业要继续专注于细分市场,聚焦主业,不断提升创新能力,增强核心竞争力,在改善经营管理、提升产品质量、实现创新发展方面发挥示范带动作用。
4、国内机械密封行业的竞争格局:机械密封行业的整体竞争格局呈现两极分化特点,低端产品市场完全竞争,高端产品市场国内参与者较少。
国内机械密封行业厂商经过多年的技术积累和发展,在中低端机械密封领域的技术及产品日趋成熟,性能达到或接近国外产品水平,在大部分应用领域已能替代进口产品,进口替代已基本完成。但是,在低端产品市场,产品附加值低、技术含量不高、生产厂商数量较多,厂商间以价格竞争为主,市场竞争激烈,利润率较低。
高端机械密封市场早年由国际巨头垄断,目前少数国内厂商通过不断的研发投入和重点项目攻关,陆续在高端机械密封产品领域取得突破,并与国际巨头展开了市场竞争,但总体上仍处于相对弱势的地位。在高端产品市场,主要以研发、技术、服务和品牌竞争为主,利润空间相对更大。国内仅有中密控股、丹东克隆和一通密封等少数具备较强研发、设计、生产和测试实力以及服务能力的企业涉足高端机械密封市场,尤其是在高端干气密封市场,仅有中密控股和一通密封具备较强的市场竞争力。
随着环保、安全生产、产业调整和升级,以及供给侧改革的不断深化,未来市场将对机械密封生产厂商的产品性能、科技含量、应用场景以及服务提出更加严苛的要求。低端产品市场的价格竞争将更加激烈,行业集中度有望进一步提升;高端产品市场的核心厂商将在产品研发与设计、生产工艺与技术、产品测试与质量控制和服务水平以及品牌实力等多方面展开综合实力竞争。
5、机械密封行业的未来发展趋势:
(1)市场发展趋势:中高端机械密封产品具有明显的个性化定制和工业消耗品特征,在主机设备的持续运行过程中存在定期更换、密封升级、日常服务、备件采购等持续需求。终端用户对主机设备运行安全性十分重视,具有较高的客户忠诚度。随着设备制造商将机械设备向终端用户交付使用,机械密封行业的存量终端用户规模不断扩大,未来市场空间将越来越集中到机械密封产品的修复、更换、升级、备件采购等存量市场,其是机械密封生产厂商利润实现的主要来源。增量市场与下游行业固定资产投资情况紧密相关,并会在主机设备交付运行后转化为存量业务。增量市场将一直是机械密封生产厂商拓展存量市场和公司收入的重要组成部分。
近年来,在《国家重大科技基础设施建设中长期规划(2012-2030年)》《工业强基工程实施指南(2016-2020年)》《“制造基础技术与关键部件”重点专项2019年度项目申报指南》《液压液力气动密封行业“十三五”发展规划》等一系列行业政策所营造的良好政策环境下,以中密控股、丹东克隆和一通密封为代表的国内机械密封行业龙头企业不断延伸和拓展高端机械密封产品市场,与国际密封龙头企业展开竞争,推动高端机械密封的国产化和进口替代进程。未来,随着国内企业尤其是综合实力较强的龙头企业的不断发展,国内机械密封市场的整体进口替代水平有望进一步提升,高端机械密封市场的国产化率将进一步提高,国内企业的市场份额有望取得更大突破。
(2)理论发展趋势:密封的基础理论涵盖了流体力学、热力学、固体力学、传热学、材料学、摩擦学等多个学科领域。随着各学科基本理论的进步,密封理论正在向解决极端应用场景下的传热、变形、磨损和微尺度下的流动特性等方向发展。密封理论的不断发展将有力的支撑机械密封产品向大型化、高参数化、环保化和高稳定性的趋势发展,以满足极端应用场景下主机设备的密封需求。
(3)技术发展趋势:机械密封产品在研发设计、试验监测、加工生产等生产环节依托计算机、信息、工业自动化、数控加工等领域技术发展。随着虚拟现实技术的发展,机械密封产品的数字化设计将成为主流方向;三维可视化技术、传感器技术、振动和噪声等测试分析技术以及先进测量仪器、试验手段将在机械密封的试验和监测方面得到进一步推广和应用;未来纳米级机械加工、电子束和离子束加工、LIGA(光刻)技术、扫描隧道显微等高科技加工技术将支持机械密封加工技术在微纳制造、极端制造、数字制造等方面的同步发展。此外,智能制造技术有助于提高企业设计中心、加工中心、生产线、销售服务系统的信息智能化、网络化集成与共享,是企业实现产品全生命周期的高度柔性化和集成化的技术方向。
(4)产品发展趋势:随着石油化工、煤化工、冶金等终端下游行业的供给侧改革不断深入、节能环保标准不断提升、项目建设向大型化不断发展,以及航空航天等高精尖行业的快速发展,机械密封产品的应用领域不断向更高参数、更复杂工况领域延伸,市场对高端机械密封产品的需求呈现扩大趋势。
国内机械密封行业经过多年的发展,中低端产品市场已经基本实现进口替代,高端产品市场也已步入进口替代发展阶段,并在部分高参数产品领域逐步开始与国外厂商竞争。未来,随着国内企业在研发和技术创新方面的不断突破,国内高端机械密封产品覆盖的市场深度和广度将进一步延伸和拓展,高端机械密封的国产化和进口替代将持续深化。
(5)市场集中度发展趋势:全球机械密封行业经过一百多年的发展已经呈现高度集中的市场格局和稳定的专业化分工。由于我国工业建设起步较晚,发展初期主要以产品模仿为主,加上受计划经济期间“重主机、轻配套”思想影响较大,自主创新能力培养较为落后。目前,我国机械密封企业产品主要集中在中低端,行业整体处于分散化、低集中度的发展阶段。近年来,国内部分规模较大的企业通过产业并购的方式提升了自身市场占有率。未来,随着国家供给侧改革的不断深化和节能环保要求的不断提高以及产业结构调整与升级的持续推进,机械密封行业的市场集中度有望得到进一步提升。