前言
機械密封件分為金屬密封件及非金屬密封件，其中金屬密封件需求較高，復(fù)合密封元件可以提高密封產(chǎn)品的綜合性能，未來將迎來增長機遇。目前，我國機械密封件市場以低端產(chǎn)品為主，中高端市場隨著石化、航空、核電等行業(yè)發(fā)展將進入高速成長期。與國外高度集中的市場格局不同，我國機械密封市場整體競爭格局呈現(xiàn)兩極分化特點，但隨著下游行業(yè)老舊裝置、落后產(chǎn)能的逐步退出以及產(chǎn)能升級，大型密封件生產(chǎn)企業(yè)并購整合，我國機械密封件市場趨向集中。
一、機械密封泄漏量少、壽命長，是主流軸密封方式
根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國機械密封件行業(yè)發(fā)展趨勢分析與未來投資預(yù)測報告（2025-2032年）》顯示，機械密封是一種主要用于旋轉(zhuǎn)機械上的軸封裝置。比如離心泵、反應(yīng)釜和壓縮機等設(shè)備中的傳動軸貫穿于設(shè)備內(nèi)外，軸與設(shè)備之間存在一個圓周間隙，如果設(shè)備內(nèi)外存在壓力差，則設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)或者設(shè)備外的物質(zhì)會通過該間隙泄漏，因此必須有一個阻止泄漏的軸封裝置。軸封的種類很多，由于機械密封具有泄漏量少和壽命長等優(yōu)點，所以機械密封是最主要的軸密封方式。從結(jié)構(gòu)來看，機械密封靠一對或幾對垂直于軸線的端面在流體壓力和補償機構(gòu)的彈力作用下保持接合并相對滑動，同時配以輔助密封而達到阻漏目的的軸封裝置。
機械密封與填料密封性能對比
| 性能 | 機械密封 | 填料密封 |
| 泄漏量 | 極少，0.1~150ml/h | 較高，10~1000ml/h |
| 壽命 | 一般為1~2年，特殊場合可到5~10年 | 3個月~1年 |
| 軸的磨損 | 很少，局部可能輕微磨損 | 有，軸或軸套有磨損 |
| 維護 | 可自動調(diào)整，很少需要維修 | 需經(jīng)常維護，更換填料 |
| 摩擦功率損失 | 摩擦面積小，約為軟填料密封的10%~50% | 摩擦面積大，功率損失大 |
| 耐震性 | 差 | 高 |
| 結(jié)構(gòu) | 復(fù)雜，零件多，精度要求高 | 簡單，零件少，精度要求低 |
| 加工及安裝 | 加工難度高，成本高、裝拆不便 | 加工要求一般，填料更換方便， |
| 對材料要求 | 動、靜環(huán)要求高 | 一般 |
| 是否可在高參數(shù)工作條件下工作 | 可以 | 不可在高壓、高溫、高真空、高轉(zhuǎn)速、大直徑密封條件工作 |
| 應(yīng)用舉例 | 石化、電力、核電、航空航天等 | 活塞密封、離心泵密封等 |
資料來源：觀研天下整理
構(gòu)成機械密封的基本元件有：端面摩擦副（動環(huán)和靜環(huán)）；彈性元件（彈簧、波紋管、隔膜）；輔助密封機構(gòu)（O 形圈下形圈、U 形圈、楔形圈和異形圈等）；傳動件(如傳動銷和傳動螺釘)；此外還有防轉(zhuǎn)件(如防轉(zhuǎn)銷)和緊固件(如彈簧座、推環(huán)、壓蓋、緊定螺釘與軸套)等。
二、金屬密封件占比較高，復(fù)合密封元件增長空間大
機械密封件分為金屬密封件及非金屬密封件，其中金屬密封件需求較高。金屬密封件作為密封領(lǐng)域的高端產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于對密封要求極高的行業(yè)，已在我國高端裝備制造業(yè)中占據(jù)著重要的位置。2020年我國金屬密封件需求量約為 82.1 萬噸，2022 年我國金屬密封件市場規(guī)模近千億元，在機械密封件市場中占比55%左右。
數(shù)據(jù)來源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
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復(fù)合密封元件可以提高密封產(chǎn)品的綜合性能，未來將迎來增長機遇。金屬材料具有強度高，回復(fù)性好、經(jīng)受得起高溫的特點，而非金屬材料具有柔軟性、壓縮性和螺栓載荷低等優(yōu)點，可以將兩者組合形成金屬復(fù)合型密封件，以實現(xiàn)性能互補的目的。以金屬復(fù)合墊片為例，是通過不同材料的金屬薄板把非金屬材料包裹起來壓制成型的復(fù)合材料密封件，這樣組合后的墊片可以在高溫和較高壓力環(huán)境下工作，同時還保持較好的彈性和恢復(fù)性。利用不同密封元件的互補性，可以將各類不同材料、不同類型的密封元件或技術(shù)進行組合設(shè)計來形成新的密封產(chǎn)品和技術(shù)，以克服單一密封方式的局限性來提高密封的綜合性能，從而滿足設(shè)備整套密封系統(tǒng)的密封功能需求。未來隨著市場對機械密封件性能要求提高，復(fù)合密封元件將進入高速增長階段。
機械密封的主要組成結(jié)構(gòu)及作用要求
| 組成部分 | 主要作用 | 組件要求 |
| 端面摩擦副(動環(huán)和靜環(huán)) | 作用是使密封面緊密貼合，防止介質(zhì)泄漏靜環(huán)是靜止的具有浮動性，起緩沖作用;動環(huán)可以軸向靈活地移動，自動補償密封面磨損，使之與靜環(huán)良好地貼合 | 要求靜、動環(huán)具有良好的耐磨性:密封面加工質(zhì)量高，密封副能良好的貼合， |
| 彈性元件(彈簧、波紋管等) | 主要起預(yù)緊、補償和緩沖的作用，要求始終保持足夠的彈性來克服輔助密封和傳動件的摩擦和動環(huán)等的慣性，保證動環(huán)的追隨性以及端面密封副貼合良好 | 材料要求耐腐蝕、耐疲勞 |
| 輔助密封機構(gòu)(O形圈、U形圈等) | 起到靜環(huán)和動環(huán)的密封作用以及浮動和緩沖作用靜環(huán)密封元件需保證靜環(huán)與壓蓋之間的密封性和靜環(huán)的浮動性，動環(huán)密封元件能保證動環(huán)與軸或軸套之間的密封性和動環(huán)浮動性 | 材料要求耐熱、耐寒并能與介質(zhì)相容 |
| 傳動件(如傳動銷等) | 起到將軸的轉(zhuǎn)矩傳給動環(huán)的作用 | 材料要求耐磨和耐腐蝕 |
| 緊固件(緊定螺釘/彈簧座/壓蓋/軸套等) | 起到靜、動環(huán)的定位、緊固的作用要求軸向定位正確，保證一定的彈簧壓縮量，使密封副的密封面處于正確的位置并保持良好的貼合同時要求拆裝方便，容易就位，能重復(fù)利用 | 注意動環(huán)輔助密封件與軸套配合處要求耐磨損和耐腐蝕 |
| 防轉(zhuǎn)件(防轉(zhuǎn)銷) | 起到防止靜環(huán)轉(zhuǎn)動和脫出的作用要求有足夠的長度，防止靜環(huán)在負(fù)壓下脫出，并要求正確定位，防止靜環(huán)隨動環(huán)旋轉(zhuǎn) | 材料要求耐腐蝕 |
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三、國內(nèi)機械密封件以低端產(chǎn)品為主，中高端市場將進入高速成長期
目前，我國機械密封件市場可以分為以高參數(shù)機械密封、核電、軍工、航空航天等特殊行業(yè)產(chǎn)品為代表的高端市場（占比約 22%）；廣泛應(yīng)用于化工、食品、制藥、造紙等行業(yè)的中端市場規(guī)模（占比約 33%）以及輕型機械密封、墊片、低參數(shù)機械密封等低端產(chǎn)品的市場（占比約 45%）。
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新興行業(yè)的發(fā)展和崛起迅速帶動了對機械密封產(chǎn)品的需求增加，以環(huán)保行業(yè)為例，大型污水處理設(shè)備中的壓縮機、離心泵均需要機械密封產(chǎn)品。隨著城鎮(zhèn)化的不斷推進、工業(yè)產(chǎn)生廢水量的不斷增加及環(huán)保要求的不斷提高都要求污水處理能力不斷提升，相關(guān)環(huán)保設(shè)施的投入增加也將持續(xù)帶動機械密封產(chǎn)品的需求增長。隨著傳統(tǒng)行業(yè)的應(yīng)用需求逐漸向大型化、高參數(shù)化、節(jié)能環(huán)保等方向發(fā)展，以及新興市場領(lǐng)域的應(yīng)用需求的疊加，中高端機械密封件的下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷延伸，市場需求將得到進一步釋放。預(yù)計2025 年我國中高端機械密封存量市場規(guī)模達80 億元。
我國機械密封件行業(yè)下游中高端領(lǐng)域應(yīng)用情況
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下游領(lǐng)域 |
應(yīng)用情況 |
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石化 |
煉油 |
機械密封在石油化工行業(yè)的應(yīng)用主要集中在煉油、乙烯、管道輸送、PTA、燒堿（離子膜法）和 LNG 等領(lǐng)域的各種主機設(shè)備中。2024 年，國家發(fā)改委等五部門發(fā)布《煉油行業(yè)節(jié)能降碳專項行動計劃》，提出煉油行業(yè)節(jié)能降碳主要目標(biāo)，要求推進落后裝置淘汰以及生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能增效、加快用能設(shè)備更新和節(jié)能技術(shù)應(yīng)用?！缎袆佑媱潯诽岢?，到 2025 年底，全國原油一次加工能力控制在 10 億噸以內(nèi)，能效標(biāo)桿水平以上產(chǎn)能占比超過 30%，能效基準(zhǔn)水平以下產(chǎn)能完成技術(shù)改造或淘汰退出。根據(jù)國家發(fā)改委，2024 年煉油行業(yè)仍有約 15%的產(chǎn)能能效達不到基準(zhǔn)水平，節(jié)能降碳潛力巨大。我們預(yù)計未來幾年新舊產(chǎn)能的交替將是行業(yè)發(fā)展常態(tài)，煉油領(lǐng)域產(chǎn)能轉(zhuǎn)型升級帶來的資本開支有望持續(xù)提升，機械密封行業(yè)也將受益于下游煉油行業(yè)的設(shè)備投資增長而打開新的發(fā)展空間。 |
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乙烯 |
密封件是乙烯生產(chǎn)裝置的關(guān)鍵性基礎(chǔ)零部件，一套年產(chǎn) 30 萬噸的乙烯裝置上，靜密封和動密封的密封點多達 123 萬處，其機泵的日常維修工作中，處理旋轉(zhuǎn)軸密封泄漏的情形大概占到維修總量的 70%以上。 |
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油氣管道 |
中國是石油的世界第二消費國和第一大石油進口國，也是天然氣的第三大消費國和第一大進口國。但我國油氣資源地域分布不均，需要通過管道輸送來實現(xiàn)全國油氣的供應(yīng)。近年來，中國油氣管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施在不斷加速建設(shè)，輸管網(wǎng)體系也在持續(xù)完善，“十四五”開局以來累計新建管道總里程超 1 萬公里，創(chuàng)歷史新高。2020 年-2023 年國家管網(wǎng)集團累計開工建設(shè)項目超 170 個，天然氣管道里程增長 21%，互聯(lián)互通轉(zhuǎn)供能力增長 57%。截至 2023 年底，全國長輸油氣管網(wǎng)總里程約19 萬公里，其中原油管道 3.3 萬公里、成品油管道 3.3 萬公里、天然氣管道 12.4 萬公里。2025 年，我國油氣管網(wǎng)規(guī)模預(yù)計達到 21 萬公里左右，我國油氣管道的口徑將不斷增大，運輸能力也有望大幅度提高。目前我國油氣管道規(guī)模雖處于世界前列，但管網(wǎng)密度仍然較低，2021 年我國的管網(wǎng)密度近乎為美國的 1/6，管網(wǎng)建設(shè)仍具有較大發(fā)展空間。機械密封件作為保障設(shè)備運行安全的核心零部件，景氣度上行延續(xù)。我國油氣管網(wǎng)加速建設(shè)，離心壓縮機組、輸油泵機等核心設(shè)備在油氣管道中應(yīng)用日益廣泛。機械密封對保障這些核心設(shè)備安全平穩(wěn)運行至關(guān)重要，未來其景氣度將受益于核心設(shè)備的需求旺盛而持續(xù)提升。 |
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核電 |
機械密封是軸封型核主泵的三大關(guān)鍵部件之一，進口替代未來可期。機械密封是防止反應(yīng)堆一回路冷卻劑通過轉(zhuǎn)動的泵軸外泄至大氣的重要設(shè)備，具有技術(shù)含量高、制造精度要求高、材料性能要求高、附加值高等特點。我國核主泵機械密封長期依賴進口，受國際形勢的影響，核電裝備的自主可控需求迫切。2019 年 11 月，核主泵機械密封被列入國家發(fā)改委最新發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019 年本）》“鼓勵”類，是國家重點支持的產(chǎn)業(yè)。我國以中密控股為代表的機械密封企業(yè)也在全力推進核電領(lǐng)域的替代進口工作，并取得了多項實質(zhì)進展項目。 |
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民航 |
C919 加速交付促進產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化發(fā)展，國產(chǎn)機械密封性能仍待提升。根據(jù)《電子工程世界》，目前國產(chǎn)大飛機整機國產(chǎn)化率約 60%，許多零部件面臨發(fā)展時間短、缺乏基礎(chǔ)條件建設(shè)的難題，與國外成熟機載設(shè)備制造商仍有較大差距。以機電系統(tǒng)為例：為了提高飛行器的性能指標(biāo)，機載液壓系統(tǒng)需要具有非常高的輸出功率和穩(wěn)定運行的能力，這需要增加液壓系統(tǒng)的工作壓力，所以密封系統(tǒng)也提出了更高的要求，如果動態(tài)密封失效，則超過 90%的飛機的機載液壓系統(tǒng)的必須更換或修理。同樣，對于一臺航空發(fā)動機，其結(jié)構(gòu)上也有幾十處流體動密封裝置，密封件是保障發(fā)動機耗油率、推重比、耐久性及壽命期成本目標(biāo)的核心關(guān)鍵零部件。目前這些關(guān)鍵領(lǐng)域的密封件仍十分依賴進口，目前我國C919原材料環(huán)節(jié)中機電液壓系統(tǒng)和動力系統(tǒng)也均屬于國內(nèi)企業(yè)占比最低的環(huán)節(jié)之一。同時由于缺少理論指導(dǎo)，我國設(shè)計的航空用機械密封產(chǎn)品在性能和壽命方面與國外仍較為落后，在要求較高的場合仍然嚴(yán)重依賴國外的產(chǎn)品。以 Eaton 的航空泵用機械密封為例，超高轉(zhuǎn)速下預(yù)計能夠使用 10000h，而我國同類產(chǎn)品在相對保守的壽命評估體系下，使用壽命僅為 1000h（0.5mL/h 的泄漏率為指標(biāo)）。除了航空系統(tǒng)中密封件標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)苛外，航天系統(tǒng)對密封件產(chǎn)品的性能同樣也寄予極高的要求。機械密封在航天領(lǐng)域中主要應(yīng)用于燃料輸送高速渦輪泵和推力矢量伺服系統(tǒng)高壓介質(zhì)渦輪泵的軸端密封，是核心動力部件。隨著國家航天工業(yè)對重載火箭的迫切需求，渦輪泵工況條件日趨惡劣，對相關(guān)密封產(chǎn)品提出了更高也更嚴(yán)苛的需求?？傮w來說，我國航空航天密封產(chǎn)品市場空間較大，國產(chǎn)化需求緊迫，加快航空航天是國內(nèi)機械密封行業(yè)未來的重要突破方向。 |
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資料來源：觀研天下整理
四、現(xiàn)階段我國機械密封件行業(yè)較分散，未來市場趨向集中
全球機械密封件行業(yè)經(jīng)過一百多年的發(fā)展已經(jīng)呈現(xiàn)高度集中的市場格局，在高端產(chǎn)品領(lǐng)域主要被約翰克蘭和伊格爾博格曼等行業(yè)巨頭壟斷并形成了穩(wěn)定的專業(yè)化分工。2019 年約翰克蘭市占率為 25.6%，位居全球第一，伊格爾伯格曼市占率為 20.9%，位居全球第二。國際前三大密封企業(yè)（約翰克蘭、伊格爾伯格曼和福斯）在國外市場占有率超 70%。中密控股作為國內(nèi)機械密封行業(yè)龍頭企業(yè)，2019年市占率為 2.6%。
與國外高度集中的市場格局不同，我國機械密封市場整體競爭格局呈現(xiàn)兩極分化特點，低端產(chǎn)品市場完全競爭，高端產(chǎn)品市場國內(nèi)參與者較少。尤其是低端產(chǎn)品市場還處于分散化、低集中度的發(fā)展階段，行業(yè)存在整合空間。
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中國機械密封件市場分散主要由于其下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的持續(xù)蓬勃發(fā)展，給各企業(yè)進入密封市場都提供了機會。但隨著下游行業(yè)老舊裝置、落后產(chǎn)能的逐步退出以及產(chǎn)能升級，下游客戶的集中度逐漸提高，龍頭企業(yè)的市場占有率將得到顯著提升。新增大型先進產(chǎn)能對機械密封供應(yīng)商的要求苛刻，密封行業(yè)中小企業(yè)難以參與增量市場競爭，國內(nèi)加速淘汰落后產(chǎn)能的趨勢也會使得其存量市場逐步萎縮，密封行業(yè)市場向頭部企業(yè)集中的趨勢越發(fā)明顯。此外，近年來大型密封件生產(chǎn)企業(yè)并購整合，邁向平臺型發(fā)展，帶動國內(nèi)機械密封市場集中度逐步接近全球。數(shù)據(jù)顯示，2020年我國龍頭企業(yè)--中密控股市占率提升至13.2%，CR5接近50%。
國內(nèi)密封件并購案例一覽
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上市企業(yè) |
收并購標(biāo)的 |
時間 |
基本情況 |
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中密控股 |
優(yōu)泰科 |
2016年 |
優(yōu)泰科是一家在橡塑密封領(lǐng)域具有領(lǐng)先技術(shù)和市場地位的企業(yè)，通過并購優(yōu)泰科，公司完善了在橡塑密封領(lǐng)域的布局。 |
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華陽密封 |
2018年 |
華陽密封在機械密封領(lǐng)域擁有先進的技術(shù)和豐富的經(jīng)驗的知名企業(yè)。此次并購有助于公司整合機械密封領(lǐng)域的優(yōu)勢資源，提升公司在高端機械密封產(chǎn)品方面的研發(fā)和生產(chǎn)能力，增強了公司在機械密封市場的影響力。 |
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新地佩爾 |
2021年 |
自貢新地佩爾閥門在高端特種閥門領(lǐng)域具有一定的技術(shù)優(yōu)勢和市場地位。通過此次并購，公司正式進軍高端特種閥門領(lǐng)域，拓展了業(yè)務(wù)范圍，助力了公司在化工領(lǐng)域的業(yè)務(wù)發(fā)展。實現(xiàn)了從密封件制造向流體設(shè)備系統(tǒng)集成的轉(zhuǎn)型升級。 |
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Krüger &Sohn GmbH |
2024年 |
Krüger 生產(chǎn)的導(dǎo)向環(huán)在全球處于領(lǐng)先水平。公司收購了其 70% 的股權(quán)。此次收購有助于公司進一步提升在密封領(lǐng)域的技術(shù)水平和產(chǎn)品競爭力，加強與國際市場的接軌，拓展海外市場份額，實現(xiàn)公司的國際化發(fā)展戰(zhàn)略。 |
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唯萬密封 |
上海嘉諾 |
2024年 |
上海嘉諾掌握了以丁腈橡膠等為主的橡膠類密封與以聚四氟乙烯等為主的工程塑料類密封材料及密封件的生產(chǎn)工藝，2022 年營業(yè)收入 為 2.79 億元。通過并購，雙方可以在材料體系、下游應(yīng)用及主要客戶方面緊密協(xié)同，實現(xiàn)工程機械領(lǐng)域的客戶資源共享，并擴大雙方市場份額和應(yīng)用范圍、減少同質(zhì)化競爭。 |
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中鼎股份 |
中鼎股份此前收購德國 KACO、美國 Cooper、美國 Acushnet 獲得密封件領(lǐng)域成熟且領(lǐng)先的技術(shù)，提升了公司在密封領(lǐng)域的技術(shù)實力和市場競爭力，為公司在高端密封件市場的發(fā)展奠定了基礎(chǔ) 。 |
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