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特种合金精密环轧及自由锻件应用前景简析

  • 2015-7-7 9:56:27
  • 来源:前瞻网

(三)特种合金精密环轧及自由锻件的应用及市场需求情况

根据欧洲锻压协会的最新统计,2013年全球的环轧件市场约占全球锻压市场的6.3%,其中中国的环形件产量约占全球环形件产量的48.8%;自由锻件产量约占全球锻压产品总产量的18.5%,其中中国自由锻件产量占全球自由锻件产量的62.8%。

在锻件产品中,环轧件的占比虽然较小,但其在下游应用领域中却占据着非常重要的地位,尤其是特种合金精密环轧件,是航空航天、高速列车、能源设备、工程机械、船舶、兵器装备等高端装备核心构件。特种合金自由锻件的主要应用产品为飞机结构件、风电主轴等。特种材料精密环轧及自由锻件的直接及间接应用情况如下图所示:

特种合金精密环轧及自由锻件的直接应用领域为航空发动机结构件、燃气轮机结构件、轴承和回转支承结构件、火箭和导弹壳体、高铁轮毂、大型法兰、齿轮等;其终端应用领域为航空航天装备、发电设备、高铁设备、兵器装备、工程机械和船舶等。

1、航空领域的应用与需求情况

在航空领域,无论是飞机整机还是航空发动机等关键部件,特种合金锻件都占据着举足轻重的地位。根据国金证券关于重型机械行业的研究报告显示,按重量计算,飞机上有85%左右的构件是锻件,它们是飞机的“骨骼”。飞机不仅价值高,而且涉及到乘员生命安全,一旦出现事故将会造成极其严重的后果,因此飞机对其材料和部件的质量和安全性要求非常高。飞机中涉及到运行安全的关键部件,如飞机发动机、飞机起落架等大多采用高强度、耐高温、耐磨、耐腐蚀、稳定性强的特种合金锻件(如:铝合金、钛合金、高温合金等)制造而成。在飞机的各种零部件中,航空发动机具有非常重要的地位,是飞机整体里价值密度最高的部件之一。根据中国锻压协会编著的《特种合金及其锻造》一书的数据显示,在一台先进的飞机发动机上,高温合金和钛合金分别要占总重量的55-65%和25-40% ,这些高温合金和钛合金材料大部分是锻件,其中环锻件主要用于机匣、转动件、燃烧室、密封环、支撑环等部位。

航空发动机的应用市场包括民用航空和军用航空。目前全球能够独立自主进行军用航空发动机研制生产的国家仅有美国、英国、法国、俄罗斯、乌克兰、中国等少数几个国家,而目前拥有民用航空发动机整机研制生产能力的国家则主要在英、法、美等国。

全球航空发动机巨大的市场需求量为航空发动机锻件提供了巨大的市场空间。根据ROLLS-ROYCE的预测,2010-2029年全球民用及军用航空发动机总需求量约9,600亿美元。在航空发动机中,环锻件价值约占其总价值的6%。由此保守估计2010-2029年,全球航空发动机环锻件市场需求约597.6亿美元,年均需求达29.88亿美元。

国际航空发动机市场的巨大需求,给全球的环锻件生产企业带来了巨大的商机。而随着国际航空发动机制造商的锻件采购逐步向中国转移,国内航空发动机锻件生产企业将迎来更大的发展机遇。例如,根据《中国锻造行业机遇与发展态势》的预测,GE AVIATION作为全球三大航空发动机制造商之一,其产品占据世界航空发动机市场25%的份额,到2015年,其锻件产品80%将在中国采购。

随着我国科技水平的不断提高,我国航空航天事业呈现出快速发展的局面,为航空发动机及其锻件产业的发展提供了良好的机遇。国家统计局数据显示,我国航空航天器工业总产值从2004年的502亿元增长到2010年的1,598亿元,年均复合增长率达21.29%。

从市场结构来看,目前我国民用航空领域产品的国产化水平还很低,民航飞机及发动机主要以进口为主。国内航空发动机厂商主要以生产军用航空发动机为主。目前,我国航空发动机生产企业主要有:航空动力、成发科技、沈阳黎明、贵州黎阳和南航工业。

军用航空发动机及其技术水平对于一个国家维持国际地位,保卫国防安全具有重要意义。由于发达国家对军用航空发动机及其配套技术施行封锁,使我国很难通过引进的方式获得先进的航空发动机技术。因此,我国军用航空发动机技术的发展只能依靠自主研发,国家每年都会投入大量的资金来研制军用航空发动机。近年来,我国国防预算增长迅速,从2007年的3,509亿元增长到2014年的8,082亿元,年均增长率高达10.99%。国防预算的持续增长为航空发动机的研制提供了资金保障。

2、燃气轮机环锻件应用与需求情况

燃气轮机是一种以连续流动的气体作为工作介质,将热能转换为机械能的内燃式动力机械,其构造及工作原理与航空发动机类似,具有效率高、功率大、体积小、投资小、运行成本低和寿命周期长等优点,按功率可分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机。轻型燃气轮机为航空发动机的转型,其优点在于装机快、体积小、启动快、循环效率高,主要用于电力调峰和船舶动力;重型燃气轮机为工业型燃机,其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高,主要用于联合循环发电。燃气轮机内部处于高温、高压和高速旋转状态。因此,燃气轮机众多构件也多采用高强度、耐高温、稳定性强的钛合金和高温合金锻件制造而成。燃气轮机中环锻件材料同样以高温合金和钛合金为主,主要用于机匣、转动件、密封环、燃烧室、支撑环等部位。

(1)燃机环轧件的国际市场需求

电力行业

燃气发电是应用液体和气体燃料通过燃气轮机转变为机械能,然后带动发电机发电,是燃气轮机最主要的应用领域。与煤电相比,天然气发电过程中几乎没有烟尘、二氧化硫等排放,二氧化碳排放量也大大小于煤炭发电,是一种清洁优质能源。燃气轮机电站拥有热效率高、体积小、污染少、自动化程度高等优点,由一台大燃气轮机组成的联合循环发电机组最大功率等级接近50万千瓦,供电效率达55%~58%,最高达60%,远高于超临界汽轮机组的效率(约40%~45%)。而且,燃气轮机电站初始投资、占地面积和耗水量等都比同功率等级的汽轮机电厂少得多。目前,在世界新增的发电机组中,主要为燃气轮机及其联合循环机组,世界市场上一度出现燃气轮机供不应求的局面。统计数据显示:2006年全球天然气发电量为3.8万亿千瓦时,到2009年增加到4.3万亿千瓦时,占发电总量(20万亿千瓦时)的24.45%。国际能源署预测2012~2035年间,全球将新增天然气发电装机容量13.92亿千瓦,带动燃气发电机组年均需求量6,187.5万千瓦。

(jiao点com)



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