我国机械密封件行业以金属类为主中高端市场有望高增竞争格局趋向集中

2024-12-30 10:08

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前言

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

根据观研报告网发布的《中国机械密封件行业发展趋势分析与未来投资预测报告（2025-2032年）》显示，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。

机械密封与填料密封性能对比

性能	机械密封	填料密封
泄漏量	极少，0.1~150ml/h	较高，10~1000ml/h
寿命	一般为1~2年，特殊场合可到5~10年	3个月~1年
轴的磨损	很少，局部可能轻微磨损	有，轴或轴套有磨损
维护	可自动调整，很少需要维修	需经常维护，更换填料
摩擦功率损失	摩擦面积小，约为软填料密封的10%~50%	摩擦面积大，功率损失大
耐震性	差	高
结构	复杂，零件多，精度要求高	简单，零件少，精度要求低
加工及安装	加工难度高，成本高、装拆不便	加工要求一般，填料更换方便，
对材料要求	动、静环要求高	一般
是否可在高参数工作条件下工作	可以	不可在高压、高温、高真空、高转速、大直径密封条件工作
应用举例	石化、电力、核电、航空航天等	活塞密封、离心泵密封等

资料来源：观研天下整理

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。

数据来源：观研天下数据中心整理

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。

机械密封的主要组成结构及作用要求

组成部分	主要作用	组件要求
端面摩擦副(动环和静环)	作用是使密封面紧密贴合，防止介质泄漏静环是静止的具有浮动性，起缓冲作用;动环可以轴向灵活地移动，自动补偿密封面磨损，使之与静环良好地贴合	要求静、动环具有良好的耐磨性:密封面加工质量高，密封副能良好的贴合，
弹性元件(弹簧、波纹管等)	主要起预紧、补偿和缓冲的作用，要求始终保持足够的弹性来克服辅助密封和传动件的摩擦和动环等的惯性，保证动环的追随性以及端面密封副贴合良好	材料要求耐腐蚀、耐疲劳
辅助密封机构(O形圈、U形圈等)	起到静环和动环的密封作用以及浮动和缓冲作用静环密封元件需保证静环与压盖之间的密封性和静环的浮动性，动环密封元件能保证动环与轴或轴套之间的密封性和动环浮动性	材料要求耐热、耐寒并能与介质相容
传动件(如传动销等)	起到将轴的转矩传给动环的作用	材料要求耐磨和耐腐蚀
紧固件(紧定螺钉/弹簧座/压盖/轴套等)	起到静、动环的定位、紧固的作用要求轴向定位正确，保证一定的弹簧压缩量，使密封副的密封面处于正确的位置并保持良好的贴合同时要求拆装方便，容易就位，能重复利用	注意动环辅助密封件与轴套配合处要求耐磨损和耐腐蚀
防转件(防转销)	起到防止静环转动和脱出的作用要求有足够的长度，防止静环在负压下脱出，并要求正确定位，防止静环随动环旋转	材料要求耐腐蚀

资料来源：观研天下整理

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%）。

数据来源：观研天下数据中心整理

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。

我国机械密封件行业下游中高端领域应用情况

下游领域		应用情况
石化	炼油	机械密封在石油化工行业的应用主要集中在炼油、乙烯、管道输送、PTA、烧碱（离子膜法）和 LNG 等领域的各种主机设备中。2024 年，国家发改委等五部门发布《炼油行业节能降碳专项行动计划》，提出炼油行业节能降碳主要目标，要求推进落后装置淘汰以及生产系统节能增效、加快用能设备更新和节能技术应用。《行动计划》提出，到 2025 年底，全国原油一次加工能力控制在 10 亿吨以内，能效标杆水平以上产能占比超过 30%，能效基准水平以下产能完成技术改造或淘汰退出。根据国家发改委，2024 年炼油行业仍有约 15%的产能能效达不到基准水平，节能降碳潜力巨大。我们预计未来几年新旧产能的交替将是行业发展常态，炼油领域产能转型升级带来的资本开支有望持续提升，机械密封行业也将受益于下游炼油行业的设备投资增长而打开新的发展空间。
	乙烯	密封件是乙烯生产装置的关键性基础零部件，一套年产 30 万吨的乙烯装置上，静密封和动密封的密封点多达 123 万处，其机泵的日常维修工作中，处理旋转轴密封泄漏的情形大概占到维修总量的 70%以上。
	油气管道	中国是石油的世界第二消费国和第一大石油进口国，也是天然气的第三大消费国和第一大进口国。但我国油气资源地域分布不均，需要通过管道输送来实现全国油气的供应。近年来，中国油气管网基础设施在不断加速建设，输管网体系也在持续完善，“十四五”开局以来累计新建管道总里程超 1 万公里，创历史新高。2020 年-2023 年国家管网集团累计开工建设项目超 170 个，天然气管道里程增长 21%，互联互通转供能力增长 57%。截至 2023 年底，全国长输油气管网总里程约19 万公里，其中原油管道 3.3 万公里、成品油管道 3.3 万公里、天然气管道 12.4 万公里。2025 年，我国油气管网规模预计达到 21 万公里左右，我国油气管道的口径将不断增大，运输能力也有望大幅度提高。目前我国油气管道规模虽处于世界前列，但管网密度仍然较低，2021 年我国的管网密度近乎为美国的 1/6，管网建设仍具有较大发展空间。机械密封件作为保障设备运行安全的核心零部件，景气度上行延续。我国油气管网加速建设，离心压缩机组、输油泵机等核心设备在油气管道中应用日益广泛。机械密封对保障这些核心设备安全平稳运行至关重要，未来其景气度将受益于核心设备的需求旺盛而持续提升。
核电		机械密封是轴封型核主泵的三大关键部件之一，进口替代未来可期。机械密封是防止反应堆一回路冷却剂通过转动的泵轴外泄至大气的重要设备，具有技术含量高、制造精度要求高、材料性能要求高、附加值高等特点。我国核主泵机械密封长期依赖进口，受国际形势的影响，核电装备的自主可控需求迫切。2019 年 11 月，核主泵机械密封被列入国家发改委最新发布的《产业结构调整指导目录（2019 年本）》“鼓励”类，是国家重点支持的产业。我国以中密控股为代表的机械密封企业也在全力推进核电领域的替代进口工作，并取得了多项实质进展项目。
民航		C919 加速交付促进产业链国产化发展，国产机械密封性能仍待提升。根据《电子工程世界》，目前国产大飞机整机国产化率约 60%，许多零部件面临发展时间短、缺乏基础条件建设的难题，与国外成熟机载设备制造商仍有较大差距。以机电系统为例：为了提高飞行器的性能指标，机载液压系统需要具有非常高的输出功率和稳定运行的能力，这需要增加液压系统的工作压力，所以密封系统也提出了更高的要求，如果动态密封失效，则超过 90%的飞机的机载液压系统的必须更换或修理。同样，对于一台航空发动机，其结构上也有几十处流体动密封装置，密封件是保障发动机耗油率、推重比、耐久性及寿命期成本目标的核心关键零部件。目前这些关键领域的密封件仍十分依赖进口，目前我国C919原材料环节中机电液压系统和动力系统也均属于国内企业占比最低的环节之一。同时由于缺少理论指导，我国设计的航空用机械密封产品在性能和寿命方面与国外仍较为落后，在要求较高的场合仍然严重依赖国外的产品。以 Eaton 的航空泵用机械密封为例，超高转速下预计能够使用 10000h，而我国同类产品在相对保守的寿命评估体系下，使用寿命仅为 1000h（0.5mL/h 的泄漏率为指标）。除了航空系统中密封件标准日趋严苛外，航天系统对密封件产品的性能同样也寄予极高的要求。机械密封在航天领域中主要应用于燃料输送高速涡轮泵和推力矢量伺服系统高压介质涡轮泵的轴端密封，是核心动力部件。随着国家航天工业对重载火箭的迫切需求，涡轮泵工况条件日趋恶劣，对相关密封产品提出了更高也更严苛的需求。总体来说，我国航空航天密封产品市场空间较大，国产化需求紧迫，加快航空航天是国内机械密封行业未来的重要突破方向。

资料来源：观研天下整理

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。

数据来源：观研天下数据中心整理

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。数据显示，2020年我国龙头企业--中密控股市占率提升至13.2%，CR5接近50%。

国内密封件并购案例一览

上市企业	收并购标的	时间	基本情况
中密控股	优泰科	2016年	优泰科是一家在橡塑密封领域具有领先技术和市场地位的企业，通过并购优泰科，公司完善了在橡塑密封领域的布局。
	华阳密封	2018年	华阳密封在机械密封领域拥有先进的技术和丰富的经验的知名企业。此次并购有助于公司整合机械密封领域的优势资源，提升公司在高端机械密封产品方面的研发和生产能力，增强了公司在机械密封市场的影响力。
	新地佩尔	2021年	自贡新地佩尔阀门在高端特种阀门领域具有一定的技术优势和市场地位。通过此次并购，公司正式进军高端特种阀门领域，拓展了业务范围，助力了公司在化工领域的业务发展。实现了从密封件制造向流体设备系统集成的转型升级。
	Krüger &Sohn GmbH	2024年	Krüger 生产的导向环在全球处于领先水平。公司收购了其 70% 的股权。此次收购有助于公司进一步提升在密封领域的技术水平和产品竞争力，加强与国际市场的接轨，拓展海外市场份额，实现公司的国际化发展战略。
唯万密封	上海嘉诺	2024年	上海嘉诺掌握了以丁腈橡胶等为主的橡胶类密封与以聚四氟乙烯等为主的工程塑料类密封材料及密封件的生产工艺，2022 年营业收入为 2.79 亿元。通过并购，双方可以在材料体系、下游应用及主要客户方面紧密协同，实现工程机械领域的客户资源共享，并扩大双方市场份额和应用范围、减少同质化竞争。
中鼎股份	中鼎股份此前收购德国 KACO、美国 Cooper、美国 Acushnet 获得密封件领域成熟且领先的技术，提升了公司在密封领域的技术实力和市场竞争力，为公司在高端密封件市场的发展奠定了基础。