金属压力容器行业发展趋势分析(立项报告)

第一节金属压力容器行业发展趋势

一、市场发展趋势

近几年，我国金属压力容器制造行业发展迅速，产品产出持续扩张，国家产业政策鼓励金属压力容器制造产业向高技术产品方向发展，国内企业新增投资项目投资逐渐增多。我国在各工业领域的发展都非常迅猛，特别在政府扩大内需的方针实施中，中国的压力容器行业得到了迅速发展的机会。

世界已经进入了经济全球化的发展时期，经济全球化的一个必然趋势是标准的国际化。随着国际资本进入中国来建设大型工程装置和国内企业扩大生产装置能力，国际化的工程项目给我国的压力容器行业带来了国际上最先进的技术和管理模式，已经不可避免地给我国的压力容器行业提出了国际竞争建造大型压力容器的机会与挑战。事实上这些装置的建设需求是压力容器行业发展的动力，是发展我国压力容器行业的最好时机，也是和世界技术和管理方式融合的最好时机。

国外投资方的做法表明，国际资本的引入也是为了发展自己国家的相关产业，因此工程标准的主导权之争已经是我国的国际合作工程项目中的主要问题之一，选择了工程建设所依据的标准，标准国的厂家就占有了先机。

二、行业竞争趋势

1、大型国际化的企业主导趋势

尚未建立起来强大的、国际化的工程公司：从世界范围内的压力容器出口大国的实践分析，国际化的工程公司可以带动本国的压力容器行业的发展。随着我国压力容器行业的迅速发展我国未来的压力容器大规模企业将得到迅速的发展，逐渐起到主导作用。

2、高端竞争趋势

我国金属压力容器在前段发展阶段时制造厂家的市场分工和专业化生产格局还没有形成，停留在低价竞争的水平上。在未来的市场竞争中，我国将逐渐的摆脱这种无序的底端竞争。逐渐转化为品牌与服务、技术的高端竞争趋势。

三、技术发展趋势

压力容器既是一种需接受政府部门安全监察的特种设备，又是一门与多项技术相互关联制约的边缘学科。因此，压力容器产业的发展离不开机械、冶金、石油化工、电脑信息、经济管理和安全防护等诸多工程技术的改革创新，或者说它是在多项新材料、新技术、新工艺综合开发的基础上发展的工业产品。现试就设计、制造、材料及企业管理等有关方面，浅谈一下国内外压力容器的发展前景：

1、现代先进设计技术的开发应用

众所周知，压力容器设计单位必须持有国家质量技术监督部门颁发的相应类别“压力容器设计单位批准书”。设计人员的资格取证不仅需对应于第一、二类或第三类压力容器的要求，而且还将区分能胜任“按应力分析设计”，或只能担任"按规则设计"。现代先进设计技术在压力容器领域的开发应用，主要是指“按应力分析设计”范畴。除了已较普及的计算机辅助计算（CAC）和计算机辅助设计（CAD）外，有待进一步开发的如有限元设计、并行设计、虚拟设计和计算机辅助工程（CAE）等现代先进技术均将在21世纪取得不同程度的进展。

为了压力容器应力分类的需要，大型高参数、复杂结构压力容器（如大开孔，不连续结构和超高压厚壁容器等），一般已离不开三维有限元应力分析；在获得应力分布曲线后，如何按各种失效理论建立适当的强度设计公式尚需不断研究和探讨。尤其是弹塑性失效机理中的安定性分析及塑性失效机理中的极限载荷分析和循环载荷下的抗棘齿效应分析等，目前都还不够成熟。此外，虽然大部分压力容器都是非标准化机械产品，较难实现CAD/CAM或CAE，但对于某些承压部件如大型旋压封头等，国外已出现CAD与CAM联网遥控的生产实践。

随着各种复合型钢材，材料多功能表面工程和非匀质功能性梯度材料的出现，在设计过程中材料的力学性能参数不再是静态值，而是随设计计算应力的变化不断调整的动态值。因此，目前常见的单系统压力容器设计计算软件包就不能适应了，新型的并行设计系统将逐步取而代之。届时，结构计算修正系统将与材料选择检索系统并行运行，相辅相成直至完成全部设计。至于虚拟设计也将成为压力容器在化工工艺流程中按危险组合工况仿真运行，以预测其有效性、可靠性和安全性的重要"后设计"验证手段。

上述现代先进设计技术都有赖于电脑信息工程的升级换代，尤其对压力容器应用软件的编制开发更是日新月异。譬如，当代压力容器中综合科技水平较高的核电站一回路反应堆容器，加氢裂化装置中的加氢反应器，深冷流程中的真空绝热超低温容器及高温脉动循环载荷的疲劳容器等都是通过各种基于电脑辅助的现代先进设计手段才得以完成其总体和细部设计。所以，作为压力容器产业的一名设计人员，熟练掌握电脑应用技术已是不可或缺的基本技能。

2、先进制造技术理念的推广普及

压力容器制造单位必须持有国家质量技术监督部门颁发的“压力容器制造许可证”，并应建立健全的质量保证体系。但我国已取证的压力容器制造企业的人均GDP值和产品附加值都还很低，技术装备、技术素质和管理水平也都很落后。为了面对21世纪的挑战和机遇，达到优化产品质量、降低生产成本、提高劳动生产率、提升国际竞争力，有必要在压力容器产业推广“先进制造技术”理念。所谓先进制造技术（AMT）是美国在上世纪80年代提出的新概念，它是一项集具体制造技术与经营管理技术两个层面于一体的系统工程。AMT的特点为：以市场为导向，以系统观念、工业工程为指导，以全面数字化技术为依托，合理使用先进技术，精心组织经营管理。作为压力容器的生产模式，主要包含三个技术群，即主体技术群如备料、滚卷、锻压、成形、组装、焊接、热处理、检验测试和压力试验、爆破试验、疲劳试验等；支撑技术群如自动控制技术、信息处理技术、生产物流技术和标准化规范化技术等；及管理技术群如质量控制、人员培训、市场电子商务技术和售后服务等。其中尤以焊接（含现场组焊）和热处理两个环节是保证产品质量的关键。当前国内外都着眼于电脑自动化，特别是自动控制式焊接设备和热处理设备的改进创新更是发展神速，一些便携式自动焊接和热处理设备也已在大型球罐和塔设备等现场组焊中得到推广应用。传统的脏乱差、噪音污染、质量失控的锻焊钣金车间势将退出产业历史舞台。总之，面临我国加入WTO，机械制造业全球化挑战和机遇的历史时期，压力容器产业也应尽快提高自己对市场的快速响应能力，开发节能、节材、绿色制造的成形与改性技术，实现产品和工艺研究自动化、生产过程与设备固步自封的旧产业机制终将因无法获取技术经济效益而被时代淘汰。

3、新型压力容器专用材料的试制选用

压力容器的专用材料对韧性、塑性、延性有着特殊要求，因此对钢材来说，其碳含量应不大于0.25%，其硫、磷含量应分别不大于0.020%和0.030%，对屈强比也有一定限制。低合金钢是含有少量合金元素（如Mn、V、Mo、Nb等）的低碳结构钢，它不仅价廉、强度也比同等低碳钢高得多，而且具有良好的焊接性能和一定的耐蚀性能。我国开发的这类钢种较多，在国际市场上也颇有优势，今后还将继续冶炼出新品种，特别是能防止低温脆断的耐低温低合金钢，以供用户选用。

压力容器用材还需考虑与介质、环境等的相容性，当前令人关注的是抗氢钢种，耐腐蚀不锈钢种，耐深冷低温钢种和耐高温抗氧化钢种等。由于石油化工装置中加氢反应器的不断涌现，国内外对Cr-Mo系抗氢钢种正在积极开发。这类钢种主要能防止氢脆、氢腐蚀、氢剥离等氢致缺陷，又有良好的可焊性和长期的组织稳定性。对这类钢种的选材是决定加氢反应器技术经济指标的重要因素。为了满足不同介质的相容性要求，覆有不同材料复层或堆焊层的复合型钢板正在迅速进入市场。不过，在选用这类复合钢板时，必须与相应的加工工艺规程、焊接工艺指导书、热处理要求及检测试验方法等配套进行。

有色金属制压力容器（如铝、钛、铜、镍及其合金）正在逐渐增多，尤其是钛容器因强度质量比很高，已被某些产业广泛选用。然而，这类压力容器的设计、制造、检验与验收只能适当参考有关的钢制压力容器，不能全套搬用，必须重视它们各自的特殊性。

值得注意的是新世纪纳米技术正在试制出轻质、高强度、热稳定的新型材料，甚至能自动修复磨损或裂纹等缺陷的智能材料。所谓纳米技术新材料的特点是先形成超微粒子，在使化学成分不再改变的前提下，设法调整其介质常数、熔点、硬度、韧性等物理力学性能；或者通过原子操纵配制出符合压力容器受力特点的非匀质功能性梯度材料。选用这类材料进行加工成形时，不再是传统的"去材法"或"变形法"制造理念（即先按设计几何结构适当留出余量，再通过切削磨铣或锻压冲延来达到设计要求的产品），而是运用“增材法”制造理念，通过分层实体造形，逐层堆积金属微粒子，快速制成所需产品，并使产品的材料性能可逐层满足加载后的强度、刚度和其它要求。这样既大大节省了原材料，降低了环境污染，又可使不同材料层起到不同的特殊功能。例如，压力容器的接管区属复杂的高应力、高应变区，也是裂纹生成、扩展以至断裂失效的不安全区域，如果其内侧又接触腐蚀、冲蚀或磨蚀性介质，则该区域对材料性能的要求就将十分苛刻。目前，一般只能采用补强圈或整体补强，并在内侧敷以耐蚀耐磨涂层等措施，以适当改善该局部区域的承载状况。但是，若能运用纳米技术配制出新材料，以高强度、高冲击韧性材料为基体层，然后在接管与筒体连接区堆积一层高断裂韧性、抗裂纹扩展的材料，并在内侧再堆积一层耐蚀耐磨材料，组成所谓非匀质梯度“理想材料”，则通过数字化快速成形技术就能生成接管区承压部件。上述生产制造过程，似乎有些不可思议，但确实已列入国内外材料科学的R&D计划。

4、系统管理技术的全面贯彻

系统管理技术是将市场、技术、经济、管理融为一体，以追求最佳技术经济效益和持续稳步提高的关键环节。作为压力容器产业的企业部门，为了适应我国入世后参与国际竞争行列的需要，应迅速建立和完善三项管理体系并争取通过认证，即ISO9000系列质量管理体系，ISO14000系列环境管理体系及OHSAS18000系列职业健康安全管理体系。这是实现企业管理现代化的重要标志，也是消除贸易壁垒，开拓国内外市场的通行证。通过三项管理体系的正常运行，不仅能达到质量、成本、效率的整体目标，改良产品环境性能，提高市场竞争力，而且能体现以人为本，调动员工积极性，为改革、发展、稳定做出应有的贡献。

国际压力容器产业的大型企业，大体上沿着两条不同途径发展。一条途径是具有独立法人代表资格的制造企业，多数在原锅炉、化工机械或金属结构制造厂基础上发展壮大起来的。它们的产品系列往往涵盖锅炉、压力容器、压力管道甚至包括气瓶等承压特种设备。业务范围则包罗市场营销、研究开发、设计制造、工程安装、维护修理等各个部门，下设若干承压部件专业分公司诸如封头、筒节、管道、阀门、锻件、仪表等，并力求规范化、系列化。它们历史悠久，基础坚实，信誉卓著，实力雄厚，具有非凡的制造业竞争能力，已屡屡中标我国市场的石油化工过程成套装备。另一条途径是依附于大型化学、石油化工或医药集团企业或与这些工艺类集团企业紧密合作、联合投标的具有二级法人代表资格的制造企业。它们借助强大的国际级化学工程、石油化工或医药工程跨国集团公司，形成化工过程成套装备的投标优势，也能在压力容器的全球化竞争中占有一席之地。环顾国内压力容器产业的大、中企业，就其体制、机制、经营对策来说，均无法与上述两种模式匹敌。因此，若不彻底改革，迎头赶上，就难以实施高度资本化、集约化、信息化、自动化的系统管理技术。

压力容器产业是我国机械制造业的一个缩影。根据专家预测：中国有可能成为21世纪的“世界工厂”。衷心祝愿奋斗在我国压力容器产业中的员工们能本着与时俱进，开拓创新的指导思想，不断进步，勇攀高峰，使我国的压力容器成套装备精益求精，蒸蒸日上，更多地走出国门，跨入国际市场。

第二节 2008-2010年金属压力容器行业运行能力预测

一、2008-2010年金属压力容器行业总资产预测