千讯咨询发布的中国低温泵市场前景调查分析报告显示,低温泵上游行业发展现状如下:
(1)金属材料。用来在-162℃下处理液化天然气的材料有9%镍钢、奥氏体不锈钢、铝合金、铜合金、镍合金等。
当离心泵的操作温度低于-20℃时,称为低温离心泵。由于金属在低温时虽然强度和硬度有所提高,但塑性和韧性都会下降,而且温度更低时还要出现冲击韧性突变,这时对泵中承载零件要慎重考虑。一般在低温时都不用铸铁,当温度低于-50℃时,应选用硅、锰或铝脱氧镇静钢;温度低于-85℃时,用3.5%镍钢;温度低于-100℃时,用9%镍钢;温度低至-250℃时,要选用奥氏体不锈钢或优质铝合金、优质铜合金,这是因为这些钢在低温时不会出现冲击韧性突然下降的问题。
(2)非金属材料。
低温泵中的轴封处主要采用非金属材料,通常使用的是玻璃纤维、石墨和增强聚四氟乙烯。
低温泵用非金属材料有四氟、石墨。因为四氟容易出现所谓冷变形,所以采用加玻璃纤维、金属粉末等增强材料的四氟。用于垫圈、填料、V形环、轴衬时,必须注意由于其膨胀系数比金属材料大一个数量级,所以填料的表面压力要减小,并要注意轴衬处间隙及配合出现的变化。浸在液体中的轴承采用石墨,滑动性和耐磨性都非常好。O形环虽然没有能在这样低的温度下使用的适当材料,但如果是在耐压下使用,可以采用氟化硅。另外,如果垫圈填料是在低压部分,通常的石棉密封垫也可使用。
上游产业生产情况:
1、铝合金
2016年我国精炼铝消费总量达到3161万吨,同比增长1.76%。根据"十三五"有色金属工业规划,到2020年我国铝消费总量将达到4300万吨,2016-2020年期间的年均复合增长率(CAGR)将达到7.24%。
我国传统的铝合金消费领域是日用精铝制品和机械、家电等行业。从90年代中期开始,我国的铝消费量开始随着经济的增长而加速增长,国内铝材需求增长率约为GDP增长率的3倍。目前中国人均用铝量约为10千克,而美国、日本、德国的人均用铝量已分别达到35千克、33千克和32.5千克,我国人均用铝量远低于世界发达国家水平且不足发达国家的1/3,可见中国铝材消费市场空间巨大。
随着我国城市化和工业化的迅猛发展,预计未来我国人均用铝量可望继续扩大;同时,随着经济和科技的进一步发展,核能、航空航天、交通运输业、建筑业和电力行业的铝需求量将大幅提高,铝材消费将重点转入高端领域和新兴消费域。从下游行业应用来看,建筑业仍然是我国铝材最大的应用领域,占比33%,其次是交通、电力、包装、机械制造等。而以美国为例,交通运输是第一大用铝领域,占比达39%。
高强铝合金具有密度低、强度高、热加工性能好等优点,其制成的板材、挤压型材、毂件等在航空航天构件上有广泛的应用前景。比如高强铝合金厚板作为主要承力构件,使用比例占飞机上总铝材用量的30%-35%。
我国铝加工行业将继续保持增长态势。2016年我国铝加工材的实际产量为3300万吨左右,较2015年增长了10%。按照工信部有色金属工业发展"十三五"规划估算,2020年铝材4000万吨的产量估算,2016-2020年铝加工材产量的年均复合增长率将保持在5.92%。
2010-2015年,我国铝材产能结构不断优化,高端铝材占比持续扩大。2010年,我国铝加工总产能约为2055万吨,当时加工的产能结构挤压材、平轧材和铝箔等产品比例约为6:3:1,截止2015年末这一比例达到5:3:2。中国2016/17两年新增产能主要是汽车铝合金厚板和航空厚板和板带。2015年中国平轧产品产能1400万吨,同比增加12.2%(不含铝箔产量,含铝箔带坯),产能利用率68%,比工业发达国家低15%。
在铝挤压加工业方面,我国目前约有700家铝材挤压企业,铝挤压材总产量已从2005年的357.90万吨达到2014年的1470万吨,增幅达310.61%。预计未来,随着我国工业的不断发展,传统工业领域和高端装备制造业对工业用铝材需求的不断扩大,我国工业用铝材的产能和产量将不断突破新高,同时,消费量也将快速增长,并且中高端铝材产品将成为市场消费的主要增长点。
铝合金的密度比铸铁和铸钢小,但强度却相对较高,在承受相同载荷条件下,采用铝合金可以减轻部件的重量。铝合金熔点较低,能广泛采用金属型铸造、低压铸造及高压铸造等铸造方法,以提高部件的内在质量、尺寸精度、表面光洁程度以及生产效率。此外,铝合金的凝固潜热较大,在重量相同条件下,熔融铝合金液凝固过程的时间延续比铸钢和铸铁要长得多,可用来铸造薄壁和结构复杂的零部件。铝合金部品的上述优点,使其被广泛运用于汽车及摩托车、城市轨道交通、高铁、航空、电子产品、通讯基础设备和电动工具等领域。
近年来随着国民经济的快速发展以及汽车、轨道交通、航空、电子、通讯、电子和电动工具等行业的持续增长,我国铝合金部品行业也经历了持续较快增长;2009年至2016年,国内铝合金部品总产量从335万吨增长至690万吨,年复合增速达到10.87%。
铝合金部品被广泛应用于汽车、动车、船舶、航空等领域,下游行业的需求将直接拉动铝合金部品行业的发展;其中,汽车行业和轨道交通装备行业是模具和铝合金部品最主要的市场。
(1)我国汽车行业的铝合金部品渗透率仍有较大增长空间
就汽车工业而言,提高性能、节约能源、降低成本、减少污染等许多问题,都离不开减轻整车重量这个关键的中心议题。减轻整车重量最有效的途径之一是改变材料,用铝合金部品代替铁质铸件则是较佳的选择。目前在汽车工业发达国家,汽车发动机缸体、发动机支架、发动机缸盖、变速箱壳体、直孔式进气歧管、飞轮壳、油底壳、离合器壳、轮毂、齿轮动力转向舵壳体等重要的零件已经普遍采用铝合金部品。在节能、环保和汽车轻量化的趋势下,铝合金部品在我国汽车零部件制造上的应用逐步增加,但相比发达国家,国内汽车的铝合金渗透率仍然较低,仍具有较大的增长空间。随着轻量化进程的加速和铝合金铸造技术的不断进步,未来国内汽车厂家将更多地采用铝合金部品来代替传统的铸件,国内铝合金部品的市场需求将持续增长。
(2)铝合金部品行业正走向大型化、复杂化、集成化、薄壁化
铝合金部品的复杂化、集成化、薄壁化,可以在保证强度、硬度和其他结构性能的前提下,提高材料利用效率、降低铝合金部品的厚度和重量、减少加工余量和加工成本,已成为铝合金部品行业的重要发展方向之一。随着节能、环保以及降低部件成本的要求不断增加,不少汽车厂家在其最新版的车型中使用铝合金车身结构件代替原有的钢质结构件,以降低汽车部件厚度和重量、提高结构件强度和乘车舒适性,大型铝合金车身结构件的使用已成为汽车行业重要的发展趋势之一。
(3)快速反应、与客户同步研发是铝合金部品行业发展的重要趋势
近年来汽车市场竞争日趋激烈,汽车产品更新换代的速度亦逐步加快;汽车厂商为了满足市场需求,需要不断推出新的车型或使用新的部件,这就对铝合金部品厂商的快速反应能力提出了更高的要求。因此,铝合金部品厂商必须提高其研发能力,努力提高技术水平,对研发工作进行规范化、系统化管理,以提高快速反应能力。快速反应的高级阶段是同步研发。一些国际先进铝合金部品厂商能够与下游客户实现同步研发,即参与客户终端产品的初始研发过程,与客户共享研发数据,从而能够准确把握市场需求。随着国内铝合金部品厂商自身的产品研发水平及其配套模具企业设计开发能力的提升,部分国内铝合金部品厂商亦同步参与到客户新产品的研发中来,且其参与程度正不断提高。
2、玻璃纤维
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料,具有耐热性高、电绝缘性高、耐化学介质性能高、拉伸强度高、比重轻、延伸小、吸湿低、吸音等优异性能,能够替代钢、铝、木材、水泥、PVC等多种传统材料,其次原材料丰富,成本稳定及生产工艺成熟,促使其高性价比优势凸显。
原材料产量丰富,价格稳定。玻纤生产原料主要包括叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石等矿石原料,和硼酸、纯碱、浸润剂等化工原料。其中叶腊石是最主要的原材料,占所有原材料成本的50%以上,中国是叶腊石矿储量最丰富的国家之一,占全球储量的30%左右。石英砂的矿产储量达到13.5亿吨。原材料供应量较大,价格变动较小,因此原材料成本相对稳定。
天然气价格维持低位,有效降低成本。由于矿石原料熔点较高,生产时需要保持炉窑内1600度的高温使原料熔化,耗用大量的天然气燃料、电力和蒸汽,其成本占据总成本的30%左右。因此能源价格的变化对玻纤生产成本会造成一定的影响,近年来天然气价格持续走低,为成本的缩减提供了良好的条件。上游主要资源的供应量充足,使得玻纤生产成本基本能够维持稳定。
玻璃纤维的生产方法主要分为定长纤维拉丝法和连续纤维拉丝法两种,目前应用于增强复合材料的玻璃纤维的制作,主要采用连续纤维拉丝法,而连续纤维拉丝法主要有坩埚法与池窑拉丝法两种制作方式。
坩埚拉丝法是把经过精选得到的符合规定成分的长石、石灰石、石英砂、氧化铝、碳酸镁、硼酸等原料粉碎成细料后调制成为一定比例的配合混合料,然后加入玻璃池窑中,经过1500℃的高温熔化以后制成熔融的玻璃原料,形成玻璃球,在经过质检后剔除含有气泡或者含有杂质的玻璃球,把优质的玻璃球重新进行熔融,再制成连续玻璃纤维。
池窑拉丝法是,首先按照所需玻璃纤维化学组成的要求,精确计算出各种原料的配比,再把各原料细粉称量混和之后投入玻璃熔窑内,通过高温熔融后形成玻璃,再通过高速运转拉丝机的牵引,涂覆浸润剂,把装在熔窑料道底部的多孔漏板的漏板孔中流出的玻璃液制成纤维。制成的纤维称为原丝,原丝在经过捻线机加捻、整经机整经之后可以织成具有各种结构及性能的玻璃布。
坩埚拉丝法由于生产过程难以控制,且能耗大存在污染大等问题。因此,在我国池窑拉丝法一直占据主流工艺,池窑拉丝法能够使玻纤直径得以精确控制,生产能耗不断下降,污染不断降低,玻纤稳定性等品质不断提高。
大力发展池窑拉丝生产,逐步淘汰坩埚拉丝已经成为玻纤企业的发展共识,数据显示,2016年玻纤总产量为362吨,其中池窑纱产量为340万吨,占玻纤总产量的93.92%。从当前我国玻纤行业工艺发展趋势来看,2017年,池窑纱产量占比有望进一步上升至94.5%,产量达到378万吨。
2017年石墨加工行业的发展面临的环境有望略好于过去两年,但形势依然严峻复杂,还存在诸多挑战和压力,突出体现在3个方面:(1)外部需求回升的基础并不稳固;(2)在新一轮产业竞争中而呈更加激烈态势;(3)外贸出口在未来一段时期内,可能保持中低速增长、且更易受市场需求变化、汇率涨跌等短期因素影响,波动更加频繁。
2013年,我国石墨消费量约为65.8万吨;2014年,我国石墨消费量约为53.1万吨,同比下降19.3%;2015年,我国石墨消费量约为61.4万吨,同比增长15.63%;2016年,我国石墨消费量约为68.2万吨,同比增长11.24%;2017年,我国石墨消费量约为75.5万吨,同比增长10.54%。
2013年我国石墨产量约为84万吨,2014年我国石墨产量约为90万吨,同比增长7.14%;2015年我国石墨产量约为86万吨,同比下降4.44%;2016年我国石墨产量约为92万吨,同比增长6.98%;2017年我国石墨产量约为95万吨,同比增长3.26%。
中国有着丰富的石墨资源,为石墨的开采、加工、利用提供了条件。目前,集中在黑龙江等地区是我国石墨储藏最为丰富的地区,地区的石墨开采及利用产业形成,矿的开采为石墨产品提供了资源,对石墨行业的发展起到了重要的基础作用。
上游行业产量和价格的变化将会对下游低温泵成本产生较大的影响;价格的上升必然会导致低温泵行业的成本的上升,进而导致价格的上升,反之亦然。
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