CHS
  • CHS
  • ENG

中国试验机行业浅析

来源:国泰君安 2015-11-27 09:50:00打印

【摘要】 初步总结了中国试验机行业的发展历史、行业特点、行业规模及现状,以石油专用管制造业和石油开采业为视点分析了试验机部分下游 行业的发展状况,最后初步分析了试验机行业未来发展趋势和挑战。
【关键词】 试验机;试验机行业;石油专用管制造业;石油开采业


一、发展简史
试验机作为一类科学实验仪器被广泛应用于冶金、建筑、航天、航空、机械、石油化工、电力、实验室、计量室、质检机构和制造业的生产线及各类工程现场。
我国试验机制造业自建国以来,从无到有,不断发展壮大,已经走过了六十余年的历程。解放前的旧中国,几乎没有企业生产制造试验机产品,更谈不上形成一个产业。新中国建立后受到了以美国为首的西方国家经济技术的封锁。为摆脱西方国家的封锁,加快我国经济技术和国防工业发展的步伐。1949年10月20 日,我国第一个试验机专业生产厂家——长春仪器厂诞生,标志着中国试验机制造业的开始。1959年3月,经国家有关部门批准,第一机械工业部材料试验机研究所在长春成立,标志着我国开始独立自主地开展试验机制造技术与产品的研发。到 1979 年,长春、天水、济南、上海、莱州、汕头、丹东、苏州等地成为试验机的重点生产区域,主要生产企业约30家左右,初步形成了一个试验机制造行业,产品以仿制国外产品为主,多数属低端产品,技术含量不高,生产规模也不大。改革开放后的30年,尤其是后20年,试验机行业同其他行业一样,发生了重大变化,取得了重大发展。1989年我国试验机生产厂家约50家,2009年我国规模化试验机生产企业接近80家,规模以下试验机生产企业约200家。同时,市场的对外开放使得国外试验机制造企业大举进入国内市场。美国、日本、德国等发达国家知名试验机制造企业几乎全部登陆中国试验机市场。国内试验机生产厂家在面对国内同行的激烈竞争中同时参与了同国外同行的竞争。市场残酷的竞争使得国内试验机产品的技术水平有了很大的提高,产品的质量也有了显著的提升。但是,我国试验机产品同国外同类产品相比较,绝大多数产品处于中低档水平。各类工程科学理论研究和工程性能试验所需技术含量高的试验仪器,供应的主渠道还是依赖于进口。近年来,随着计算机技术的发展与普及、自动控制技术的发展,试验机发展逐步迈入数字化闭环控制时代,试验机的测量精度、稳定性均较之前有了大幅提升,因此试验机的应用愈发广泛,市场容量有了较大的提高。二十世纪九十年代初,中国的试验机市场只有3亿元的市场容量,经过二十多年的发展中国的试验机市场容量已经增长了十倍,达到了三十多亿元的市场容量,目前国内厂家和国外厂家的市场占有率几乎是各占一半,平分秋色。


二、行业特点

试验机行业是结合电工电子学、自动控制系统、精密机械设计、仪器仪表、信息处理、计算机等多种现代科学与技术学科的技术密集型制造行业,科技含量较高。试验机行业主要生产制造以下八类产品:金属材料试验机、非金属材料试验机、力与变形测试仪器(包括力传感器、压力测试仪、位移传感器、引伸计、加速度计等)、包装件与工艺性能试验机(包括包装件跌落试验机、包装件冲击试验机、摩擦磨损试验机、弯折试验机、校直机等)、平衡机(包括现场平衡仪)、振动台(包括冲击台与碰撞试验台)、无损检测仪器(磁粉探伤机、X射线探伤机、γ射线探伤机、超声探伤仪、涡流探伤仪、声发射检测仪等)、试验机功能附件和与试验机相关的试验仪器与设备。无论是何种设备的制造,都需要较高的技术水平和研发能力。就压力检测试验机而言,高压的建立、密封、卸荷技术含量很高,技术水平较高,如果没有一定程度的专业能力无法完成。同时又需要将高压与精确测量和机电结合,这就需要相当水平的电工技术能力以及精密仪器信息处理能力。试验机设备定制化生产属性强,在实际运用中,需要充分理解客户的需求,为客户量身定制设备,需要具有丰富经验的专业技术人员统筹设计。因此,本行业的企业都精通于某一个或某几个下游试验领域,而很少在各个试验领域都能有所耕耘。


三、行业规模及现状

试验机在企事业单位和科研单位试验研究领域应用广泛,较大程度上影响到新产品的研发及生产,对于产品的质量稳定性起到了关键性的作用,是制造行业的重要支撑。
宏观层面,由于试验机在生产和销售中以固定设备为主,所以试验机市场规模变化趋势可以用试验机的固定资产投资完成额估量。固定资产投资完成额是以货币形式表现的,在一定时期内建造和购置固定资产的工作量以及与此有关的费用的总称。它是反映固定资产投资规模、结构和发展速度的综合性指标。
根据国家统 计局的统计,2005年至2016年的固定资产投资完成额呈不断上升的趋势。2005年试验机的固定资产投资完成额仅为7,348万元,而2016年试验机的固定资产投资完成额已经达到了269,490万元,平均每年增长324.32%,增长速度显著。

微观层面,试验机的下游包括石油石化、钢铁铸造、工程机械、轨道交通、汽车制造等领域,在制造业、采矿业、建筑业、道路运输业等都有涉及。而公司主要产品应用在石油石化和钢铁铸造领域。近年来,在“中国制造2025”战略及“十三五”规划指引下,试验机下游 行业有了快速的发展,也带动了试验机行业需求的增长。


四、行业上下游情况——以下游石油专用管制造业及石油开采业为视点

本行业上游主要为电子、机械零部件制造业以及钢、铁、铜等金属冶炼行业。本行业主要生产装配试验设备,以核心技术作为产品的驱动力,故钢、铁、铜等金属冶炼行业对于本行业影响有限,但是本行业设备装配对于元件质量要求较高,故电子、机械零部件制造行业对于本行业有一定的影响。
本行业下游非常广泛,基本涉及到所有制造类行业以及科研类行业的测试检验,同时在道路运输业、采矿业、建筑业等也有运用。由于下游应用十分广泛,在能源、制造和科研等领域涉及到了国家战略的方方面面,故试验机行业的发展状况和技术水平对于国家实力及国民经济发展有着重要的意义。同时,下游 行业的飞速发展也不断地开拓着试验机的市场空间,将为本行业创造出一片蓝海。
本文以本行业下游石油专用管铸造业及石油开采业为视点着重进行分析。石油专用管制造业和石油开采业互相为上下游关系,因为石油专用管制造成品后,交付给石油开采业使用,石油开采业在油管的使用过程中,定期对于油管进行检测,两者之间具有关联性,都为石油管道行业中的一环。
石油专用管是指一类专门用于石油和天然气开采的钢管,多数为无缝钢管。石油专用管最主要包括油管、套管和钻杆。油管是在钻探完成后将原油和天然气从油气层运输到地表的管道。套管是用于支撑油、气井井壁,以保证钻井过程进行和完井后整个油井的正常运行的管道。钻杆是钻井过程中连接钻探电机和钻头的管材。
油管、套管和钻杆都是在油田开采中不可或缺的石油钻探和输送管道,由于石油开采环境的恶劣性,以及国家对于石油输送安全性的高要求,石油专用管对于耐压性、密封性有着很高的要求,所以石油专用管生产环节中一定会包括对于生产完毕的管道耐压性和致密性的检测。试验机即是应用在这一检测环节的试验装备。倘若经过检测管道承受压力范围正常,且不存在缝隙,则管道可以投入使用。
石油专用管投入使用时,套管一次性安装在油井井壁上,负责支撑井壁,一般不会更换或拆除。油管作为输送石油的主力管道,大量交错布置在地下油井之中,单一油田采油企业布置的油管总长可以达到几千米。当油管投入石油开采使用之后,由于地下采油环节的恶劣性,经过一定时间的腐蚀和受力,埋在地下的油管可能会发生形变和损坏。为保障石油输送的安全性,采油企业会定期使用试验机对于油管进行检测。一般来说,服役一年以上的管线,每年都必须面对这样的试压。如果是高危区的管线,每年至少要进行两次这样的试压。在定期的检测中,采油企业将油管从地下取出,送入试验机中进行检测,在试压中发现管道压力不正常,甚至出现开裂穿孔的情况,则该油管不能再埋入油田中服役,减少油管爆裂隐患。
近年来,受国际政策和贸易摩擦的影响,国际油价呈波动性,根据WTI原油月均价格指标,原油价格从2014年5月到2015年1月间,从93.03美元/桶下跌到47.33美元/桶,到了2016年1月下挫到31.78美元/桶。但是从2016年1月至2018年5月间,原油价格持续上涨,2018年5月已经涨到了69.83美元/桶,目前仍有继续上涨的趋势。

石油专用管制造业在一定程度上受到原油价格波动的影响,但影响不会很大。由于原油价格走低,采油企业为了控制企业成本,可能会减少新增油田的开发,则新增石油管材的数量规模受到限制。对于试验机来说,由于新增石油管材的需求走低,试验机的需求同样受到影响。但是,油田定期有油管检测和修复的需求,倘若油管检测不可使用,则必须更换新的油管。由于油管检测周期较为稳定,故更换油管的频率一般较为稳定,即当原油价格走低时,虽然新增石油管材的数量规模受到限制,但新增石油管材的数量规模不会出现大幅滑坡,试验机的需求也不会出现大幅下降。倘若原油价格上行,则采油企业会开发新的油田,则新增石油管材的需求量会增大,试验机的需求提高。此外,可以见到,2016年1月是近年原油价格的最低点,在此之后原油价格持续上涨,对于试验机的需求较为有利。
对于石油开采业来说,原油价格走低并不会对于试验机的需求造成负面影响。虽然原油价格走低,但石油能源依旧为国家战略,国家为了保障国内财政收入以及国际市场份额,依旧会维持石油资源生产的既有规模。由于既有油田定期有油管检测和修复的需求,则试验机的需求不会下降。同时,原油价格走低会使得石油开采频率降低,由于油管检测是难以在石油开采期间进行的,所以采油企业可能会更倾向于在此期间内更多地进行油管检测。倘若原油价格上行时,由于石油开采频率提升,油管损耗率上升,由于必须要保证油管的安全性,采油企业将会增加油管检测的频率。所以,无论油价上行还是下行,对于试验机的需求没有负面影响。


五、行业未来发展趋势和挑战

随着“中国制造 2025计划”的推进,制造行业愈来愈趋向高端化和新兴化,制造业中涉及的结构件、零部件、新材料和各类工程项目检测需求也愈来愈重要和复杂。试验机行业作为“十三五”规划中的战略性新兴产业,将会随着国家计划的推进迎来新的机遇。未来我国试验机行业将会朝着自动化、智能化和网络化的方向发展,也将朝着模块化、共用化和系列化的方向发展。同时准确模拟各种实验环境和特种专业化的实际工况应用将是未来试验机行业重点的研究目标。而且,试验机的应用软件也将随着人工智能和云计算行业的茁壮发展而更具有扩展性和智能性。本行业下游非常广泛,基本涉及到所有制造类行业以及科研类行业的测试检验,同时在道路运输业、采矿业、建筑业等也有运用,在“中国制造2025”战略和“十三五”规划等政策指引下,本行业下游 行业迅速发展,使得本行业有较大的发展空间。
本行业未来发展也将遇到一些挑战。如前文所述,我国目前试验机产品同国外同类产品相比较,绝大多数产品处于中低档水平,而各类工程科学理论研究和工程性能试验所需技术含量高的试验仪器,供应的主渠道还是依赖于进口。分 裂性的市场对于我国试验机产品发展较为不利,日益发展我国试验机市场的两极分化将更为明显,更积重难返。
而且,由于试验机下游 行业广泛,试验机细分领域众多,如前文所述的石油专用管制造业及石油开采业领域的试验机产品,即是试验机众多细分领域的一部分。因此,试验机的统一标准和规范虽然已经制定,但是目前的标准规范难以有效地涵盖所有试验机细分领域。所以,即便属于同一领域的试验机产品的生产交付标准差异也较大,不利于同行业之间的比较和竞争,透明度较低,对于本行业良性有序的发展较为不利。
此外,正如前文所说,试验机细分领域众多,所以试验机生产厂家的规模普遍都偏小,形成规模体系的试验机生产厂家较少,抗风险能力不强,试验机行业难以形成规模效应。由于试验机行业无法形成良性的生态圈,产品透明度较低,企业之间的“价格战”竞争会更趋于激烈。
综上所述,虽然试验机行业未来发展空间较大,将会随着国家计划的推进迎来新的机遇,但是试验机行业在市场分 裂性、产品非标性和厂家规模性上存在着一定程度的挑战,需要通过多方面共同努力,推动行业标准规范的完善,并加大创新力度,加大在新产品和新技术方面的投入,为我国试验机行业未来茁壮发展打下基础。


参考文献:
【1】李春明,《机械工业标准化与质量》,载《机械工业》2010年第2期。
【2】黄志芳,《国产试验机的发展现状及趋势》,载《理化检验—物理分册》2016年第52卷。
【3】张佩山,《钢管水压试验机结构现状及发展趋势》,载《冶金设备》2011年总第188期。


file