機械在20世紀之前有什么發(fā)展歷程？
機械密封最早于1885 年在英國以專利形式出現(xiàn)，20世紀初開始應用于實踐。簡單的端面機械密封解決了機器制造業(yè)中轉(zhuǎn)軸密封問題，同慣用的填料密封相比，無論在功能上還是構(gòu)成原理上，機械密封都有著明顯的先進性。但由于當時缺乏合適的材料和加工機床，盡管這種密封結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點，其效用并未完全發(fā)揮，機械密封的應用還不多。直到20世紀20年代，隨著新工藝和新材料的出現(xiàn)，機械密封的使用可靠性和壽命得以提高，加上制造費用的降低，機械密封才逐步在許多冷凍裝置上得到較多的使用。20世紀30年代后，機械密封開始用于內(nèi)燃機水泵的軸封。
第二次世界大戰(zhàn)之后，機械密封在美國得到了迅速普及。隨著石油化學工業(yè)的發(fā)展，石墨、陶瓷、硬質(zhì)合金等材料在機械密封動靜環(huán)制造中的應用以及加工技術(shù)中表面粗糙度控制水平的提高，PV值達到了15MPa•m/s。20世紀50年代機械密封結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了平衡型機械密封和中間環(huán)密封，PV值達到了30MPa•m/s，1959 年達到了80MPa•m/s。20世紀60年代年由于原子能工業(yè)的要求，絎縫機機械密封結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了流體動壓密封和流體靜壓密封，PV值迅速提高到167MPa•m/s。20世紀70年代年由于宇航和核電方面的特殊要求，機械密封結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了多級密封，在材料上出現(xiàn)了碳化硅和優(yōu)質(zhì)的不同浸漬材料的碳石墨，PV值達到了360MPa•m/s。1977 年由于核電等特殊需要采用螺旋-機械密封組合的密封、改進的中間浮動環(huán)密封等、浮環(huán)-機械密封組合密封等，PV值達到500MPa•m/s。
20世紀80年代隨著人們環(huán)境保護意識的提高，研制出了“零泄漏”機械密封。在流體動壓密封原理的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了熱流體動力楔機械密封和上游泵送機械密封。在保證密封性能的同時，為了獲得較長的使用壽命，利用自動控制理論，人們開發(fā)出可控機械密封。20世紀90年代，PV值達到了5,700MPa•m/s。20世紀90年代后，干摩擦、高低溫、高壓、高PV值、極端工況下使用機械密封的越來越多。機械密封技術(shù)出現(xiàn)了端面的改形、改性技術(shù)，如用激光等在密封端面刻槽、打孔方法，力求在摩擦副之間形成穩(wěn)定的氣膜、液膜；用金剛石、類金剛石、高分子材料在摩擦副上形成涂層，解決機械密封摩擦副端面磨損問題，延長設備維修周期。與此同時，機械密封行業(yè)先后頒布了與設計、制造、使用等相關(guān)的標準和要求。1994年美國國家石油協(xié)會頒布了API682標準，該標準對機械密封的選型、設計、選材、試驗、制造、安裝、泄漏進行了規(guī)范，對整個機械密封行業(yè)的發(fā)展起到了重大促進作用。
我國機械密封行業(yè)發(fā)展情況
我國機械密封起步于20世紀60年代。1963年第一機械工業(yè)部通用機械研究所開始研究硫化氫壓縮機機械密封，1964年該所對離心壓縮機用機械密封進行了攻關(guān)研究，將引進設備上的機械密封國產(chǎn)化。1965年沈陽水泵廠等單位試制泵用機械密封。1966年我國第一家機械密封專業(yè)生產(chǎn)廠天津機械密封件廠開始生產(chǎn)機械密封。
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970年機械工業(yè)部、石油部、化學工業(yè)部所屬科研、生產(chǎn)、使用單位組成聯(lián)合設計組，參考國外先進結(jié)構(gòu)，聯(lián)合設計了“系列泵用機械密封”。1975年機械工業(yè)部批準頒布了“泵用機械密封標準”。1978年化學工業(yè)部批準頒布了“釜用機械密封標準”。20世紀70年代后期，中國通用機械研究院有限公司（原合肥通用機械研究所）、沈陽鼓風機廠聯(lián)合開發(fā)成功離心壓縮機用浮環(huán)系列密封，蘭州煉油廠也研制成功金屬波紋管系列機械密封。針對中國機械密封技術(shù)的發(fā)展，機械工業(yè)部開始部署機械密封定點生產(chǎn)企業(yè)。
20世紀80年代，我國通過攻關(guān)、消化引進技術(shù)，使機械密封在品種、材料、技術(shù)參數(shù)等方面都有較大提高。1993年國家頒布了國標“GB/T14211-1993 機械密封試驗方法”，1999年國家機械工業(yè)局修訂了“機械密封技術(shù)條件”和“機械密封分類方法”，為機械密封產(chǎn)品接近國外先進水平提供了保證。到20世紀90年代末，我國中型系列泵用機械密封在設計上已基本趕上國外同類產(chǎn)品水平。
二、全球機械密封行業(yè)競爭格局和市場化程度
全球機械密封行業(yè)經(jīng)過一百多年的發(fā)展現(xiàn)已高度集中，在高端產(chǎn)品領(lǐng)域主要被約翰克蘭、伊格爾•博格曼和福斯等行業(yè)巨頭所壟斷并形成了穩(wěn)定的專業(yè)化分工。這些企業(yè)在各自的細分市場領(lǐng)域組織專業(yè)化生產(chǎn)，形成壟斷優(yōu)勢，如約翰克蘭在石油化工領(lǐng)域、伊格爾•博格曼在核電領(lǐng)域分別處于領(lǐng)先地位。隨著我國經(jīng)濟高速、持續(xù)、穩(wěn)定的發(fā)展，跨國企業(yè)紛紛進入中國市場，憑借研發(fā)、技術(shù)、制造優(yōu)勢，在高端產(chǎn)品市場占據(jù)主要份額。
中國機械密封行業(yè)經(jīng)過多年的技術(shù)積累和發(fā)展，普通機械密封領(lǐng)域的技術(shù)及產(chǎn)品日趨成熟，大部分應用領(lǐng)域已能替代進口產(chǎn)品，性能接近國外產(chǎn)品，但高端產(chǎn)品還處于依賴進口的被動局面。僅有少數(shù)具備一定研發(fā)設計、生產(chǎn)和服務能力的國內(nèi)企業(yè)如四川日機密封件股份有限公司、丹東克隆等，發(fā)揮本土優(yōu)勢和服務優(yōu)勢，在高端市場同國外企業(yè)競爭。在產(chǎn)品附加值低、技術(shù)含量不高的低端產(chǎn)品市場中的眾多企業(yè)競爭激烈，其利潤率較低。未來行業(yè)競爭將從主要以產(chǎn)品價格競爭逐漸進入產(chǎn)品研發(fā)、關(guān)鍵工藝技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量和服務質(zhì)量等多方面的綜合競爭，行業(yè)龍頭企業(yè)的市場份額將進一步提高。
