机械密封件分为金属密封件及非金属密封件,其中金属密封件需求较高,复合密封元件可以提高密封产品的综合性能,未来将迎来增长机遇。目前,我国机械密封件市场以低端产品为主,中高端市场随着石化、航空、核电等行业发展将进入高速成长期。与国外高度集中的市场格局不同,我国机械密封市场整体竞争格局呈现两极分化特点,但随着下游行业老旧装置、落后产能的逐步退出以及产能升级,大型密封件生产企业并购整合,我国机械密封件市场趋向集中。
一、机械密封泄漏量少、寿命长,是主流轴密封方式
机械密封是一种主要用于旋转机械上的轴封装置。比如离心泵、反应釜和压缩机等设备中的传动轴贯穿于设备内外,轴与设备之间存在一个圆周间隙,如果设备内外存在压力差,则设备内的介质或者设备外的物质会通过该间隙泄漏,因此必须有一个阻止泄漏的轴封装置。轴封的种类很多,由于机械密封具有泄漏量少和寿命长等优点,所以机械密封是最主要的轴密封方式。从结构来看,机械密封靠一对或几对垂直于轴线的端面在流体压力和补偿机构的弹力作用下保持接合并相对滑动,同时配以辅助密封而达到阻漏目的的轴封装置。
构成机械密封的基本元件有:端面摩擦副(动环和静环);弹性元件(弹簧、波纹管、隔膜);辅助密封机构(O形圈下形圈、U形圈、楔形圈和异形圈等);传动件(如传动销和传动螺钉);此外还有防转件(如防转销)和紧固件(如弹簧座、推环、压盖、紧定螺钉与轴套)等。
二、金属密封件占比较高,复合密封元件增长空间大
机械密封件分为金属密封件及非金属密封件,其中金属密封件需求较高。金属密封件作为密封领域的高端产品,广泛应用于对密封要求极高的行业,已在我国高端装备制造业中占据着重要的位置。2020年我国金属密封件需求量约为82.1万吨,2022年我国金属密封件市场规模近千亿元,在机械密封件市场中占比55%左右。
复合密封元件可以提高密封产品的综合性能,未来将迎来增长机遇。金属材料具有强度高,回复性好、经受得起高温的特点,而非金属材料具有柔软性、压缩性和螺栓载荷低等优点,可以将两者组合形成金属复合型密封件,以实现性能互补的目的。以金属复合垫片为例,是通过不同材料的金属薄板把非金属材料包裹起来压制成型的复合材料密封件,这样组合后的垫片可以在高温和较高压力环境下工作,同时还保持较好的弹性和恢复性。利用不同密封元件的互补性,可以将各类不同材料、不同类型的密封元件或技术进行组合设计来形成新的密封产品和技术,以克服单一密封方式的局限性来提高密封的综合性能,从而满足设备整套密封系统的密封功能需求。未来随着市场对机械密封件性能要求提高,复合密封元件将进入高速增长阶段。
三、国内机械密封件以低端产品为主,中高端市场将进入高速成长期
目前,我国机械密封件市场可以分为以高参数机械密封、核电、军工、航空航天等特殊行业产品为代表的高端市场(占比约22%);广泛应用于化工、食品、制药、造纸等行业的中端市场规模(占比约33%)以及轻型机械密封、垫片、低参数机械密封等低端产品的市场(占比约45%)。
新兴行业的发展和崛起迅速带动了对机械密封产品的需求增加,以环保行业为例,大型污水处理设备中的压缩机、离心泵均需要机械密封产品。随着城镇化的不断推进、工业产生废水量的不断增加及环保要求的不断提高都要求污水处理能力不断提升,相关环保设施的投入增加也将持续带动机械密封产品的需求增长。随着传统行业的应用需求逐渐向大型化、高参数化、节能环保等方向发展,以及新兴市场领域的应用需求的叠加,中高端机械密封件的下游应用领域不断延伸,市场需求将得到进一步释放。预计2025年我国中高端机械密封存量市场规模达80亿元。
四、现阶段我国机械密封件行业较分散,未来市场趋向集中
全球机械密封件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。2019年约翰克兰市占率为25.6%,位居全球第一,伊格尔伯格曼市占率为20.9%,位居全球第二。国际前三大密封企业(约翰克兰、伊格尔伯格曼和福斯)在国外市场占有率超70%。中密控股作为国内机械密封行业龙头企业,2019年市占率为2.6%。
与国外高度集中的市场格局不同,我国机械密封市场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。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。
中国机械密封件市场分散主要由于其下游应用产业的持续蓬勃发展,给各企业进入密封市场都提供了机会。但随着下游行业老旧装置、落后产能的逐步退出以及产能升级,下游客户的集中度逐渐提高,龙头企业的市场占有率将得到显著提升。新增大型先进产能对机械密封供应商的要求苛刻,密封行业中小企业难以参与增量市场竞争,国内加速淘汰落后产能的趋势也会使得其存量市场逐步萎缩,密封行业市场向头部企业集中的趋势越发明显。此外,近年来大型密封件生产企业并购整合,迈向平台型发展,带动国内机械密封市场集中度逐步接近全球。