1、压力容器行业概况
压力容器行业属于装备制造业，装备制造业是国民经济的主体，其发展水平是一个国家综合国力的重要体现，国家重大装备制造更是事关国家经济安全、国防安全的战略性产业。
压力容器作为现代制造业工艺流程中的关键过程装备，一般指用于完成反应、换热、吸收、萃取、分离和储存等生产工艺过程，并能承受一定压力的密闭容器，属于静设备类，广泛应用于石油化工、煤化工、精细化工、新能源、新材料等多个领域。压力容器通常是指工作压力大于或等于 0.1Mpa 的密闭容器，压力容器形式多样、种类繁多，常见分类方法有多种。
根据安装方式可将其分为固定式压力容器和移动式压力容器；根据压力等级可分为低压容器、中压容器、高压容器和超高压容器；根据用途可划分为反应器、换热器、分离器和储存器。近年来，随着国民经济的发展以及国家对高端装备制造业的高度重视和大力扶持，我国压力容器市场需求也保持着持续的增长态势。
根据国家市场监督管理总局统计信息，自 2005 年以来我国压力容器保有量呈持续上升态势，截至 2023 年末，我国压力容器保有量为 533.92万台，期间实现年均复合增长率 7.22%。
压力容器广泛应用于工业生产过程中，是保障安全生产、提高生产效率的核心装置，对于推动一国的工业发展水平具有重要的积极作用。根据前瞻研究院数据，压力容器行业中换热器规模占比约为 80%，换热器是保证介质控温达标、工艺实现、节约能源的关键设备。以换热器在产业中的应用为例，根据普华有策数据，在现代化学工业中，换热器的投资大约占设备总投资的 30%，在炼油厂中其占比可高达 40%1。
根据传热方式的不同，通常可以将换热器分为间壁式、混合式、蓄热式等几种主要类型，其中，间壁式换热器因可设计性强、性能指标提升空间大在工业中应用最为广泛。管壳式换热器凭借传热系数高、结构紧凑、安装方便等优势是当前应用最为广泛的间壁式换热器，根据国元证券发布的研究报告，管壳式换热器占换热器产值的 54%。
换热器下游应用主要集中在石油化工、电力、冶金等领域，石油化工行业所需换热器产品约占换热器行业 30%的市场份额，其次为电力和冶金两大行业，所需的换热器约占换热器市场 17%的份额。
2、压力容器行业发展历程
从全球范围看，美国、欧洲和日本等发达国家的压力容器制造业起步较早，技术及工艺水平具有一定的先发优势，主要生产行业内的中高端产品。我国压力容器行业起步于上世纪五十年代，至今已有约 70 年的发展历程。
1956 年，南京永利宁厂机械分厂（南化机前身）试制成功中国第一台多层包扎式高压容器；上世纪六十年代，我国的中小型化肥厂、各种化工厂及炼油厂所用的压力容器，除部分由苏联和东欧等国引进外，其余部分基本实现了自主制造；
七十年代中期，我国从国外引进成套大型化肥、石油化工装置，使我国的压力容器制造安装水平有了大幅提高；
八十年代，兰州石油化工机器厂率先取得了我国第一张压力容器制造许可证，各地的压力容器取证工作如雨后春笋般地发展起来，加上相关法规的陆续颁布，我国压力容器制造业逐步地走上规范化道路，产品制造质量得到了大幅提高。
改革开放后经过多年的发展，由于国内压力容器制造业在人力、原材料成本等方面优势明显，全球压力容器的制造逐渐向我国转移，特别是在东南沿海一带，其相对便利的交通条件更便于产品的后期运输安装。经过多年的发展，我国压力容器制造业在技术水平、装备能力、产品质量、市场规模等方面有了飞速的提升，一大批制造厂陆续取得美国 ASME U 和 U2 制造许可证，已发展成为全球金属压力容器设备重要供应国，不仅在企业数量、产品产量以及产值规模上位居世界前列，在技术和工艺水平上也逐步缩小与先进国家的差距。
“十三五”期间，我国的压力容器制造向大型化、高端化迈进，但当前我国压力容器制造行业仍以中小企业居多，其基础设施薄弱、管理制度落后，在数字化、网络化、智能制造方面距离世界强国仍有一定的距离。
3、压力容器行业产业链
A、上游材料供应
压力容器产业链的上游是原材料和部件供应，原材料主要包括不锈钢、碳钢等普通钢材以及镍、钛等特殊金属材料，部件主要包括工艺管道、阀门、电气设备以及各类配套仪器等。压力容器的主要上游原材料为金属材料，其中钢材占据绝大数的份额，因此原材料采购价格波动与钢材市场价格波动具有较强关联性。随着压力容器应用场景逐渐增多，功能趋于多样化，压力容器原材料也变得愈加丰富。
B、中游生产制造
压力容器制造商位于产业链的中游，主要进行压力容器相关的技术研发、工艺设计、产品生产与制造以及装配等，为下游客户提供技术产品或解决方案，是整个产业链中的核心环节。
C、下游应用
压力容器作为诸多行业中的基础设备，其下游应用领域广泛，包括但不限于化工、新能源、电力、核能、新材料、医药等行业。压力容器产品的需求与下游行业固定资产投资密切相关，下游行业景气度的提高将会带动相关固定资产的增加，进而带动压力容器需求的增长。
4、压力容器行业市场规模
在全球范围，压力容器行业亦呈现良好的发展前景。根据全球行业分析公司Global Industry AnalystsInc（GIA）估算，预计到 2030 年全球压力容器市场规模将达到 2,677 亿美元，2022 年至 2030 年年复合成长率为 5.5%，市场预计将保持稳定增长。根据思瀚产业研究院数据，2023 年全球压力容器市场规模达到 1,839 亿美元。
近年来，随着“制造兴国”“碳达峰、碳中和”等一系列战略目标的提出，我国陆续出台了多项支持能源转型、推动制造业升级的产业政策。《中国制造 2025》提出：到 2025 年，具有我国自主知识产权的高端装备市场占有率能够得到大幅的提升，核心技术对外依存度明显下降，基础配套能力显著增强，重要领域装备达到国际领先水平；同时加强财政资金对制造业的支持，重点投向高端装备等制造业转型升级的关键领域，为制造业发展创造良好的政策环境。
基于良好的发展环境，中国压力容器市场规模逐年上升，其在国民经济中的重要性持续增强。根据思瀚产业研究院数据，我国压力容器市场规模从 2016 年的 1,444 亿元增长至 2023 年的 2,311 亿元，预计 2026 年我国压力容器市场规模有望突破 2,600 亿元。
压力容器下游应用主要集中在油气和化工领域，二者合计占比达到 58%，与此同时，在光伏行业快速发展的带动下，新能源行业占比达 10%，在压力容器下游应用中占据重要地位。
5、压力容器行业技术水平
压力容器产品多在高温、高压、腐蚀等环境下长期运行，涉及介质常为易燃、易爆、剧毒、有害物质，对产品的可靠性、稳定性、安全性及运行有效性要求极高。我国压力容器制造业是在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上发展起来的，经过多年积累，相关技术水平和生产工艺臻于成熟，核心技术对外依存度明显下降。
近年来，随着我国制造产业的高速发展，冶金、机械加工、焊接和无损检测等技术的不断进步，特别是计算机技术和自动化技术的飞速发展，使得我国压力容器行业得到了高质量的快速发展。压力容器生产过程中涉及的主要工艺技术水平如下：
A、设计技术压力容器制造厂商
根据设计院或工程公司提供的工艺包，对压力容器的材料、结构、可靠性等方面进行设计，以实现工艺包的技术要求。压力容器设计是实现工艺包转化的必要过程，其设计水平和能力的高低是衡量压力容器企业创新能力和竞争力的重要因素之一。
为使压力容器各项指标参数达到设计要求，通常需要反复的计算和试验来寻求各因素之间的平衡，这就要求设计单位拥有先进的设计软件、试验设备及丰富的设计经验。我国压力容器经过几十年的发展，经历了从最初的“手工计算、计算尺或计算器计算+绘图板绘图”，到“计算机辅助计算+二维绘图”，再到目前的“计算机辅助计算+部分参数化绘图及三维可视化绘图”等几个阶段，压力容器设计效率相较以往有了大幅提升。
当前国内压力容器设计还主要处在“计算机辅助计算+二维绘图”阶段，仅有少数企业部分实现了“计算机辅助计算+参数化绘图或三维可视化绘图”，设计工作对于压力容器设计工程师的依赖性依然较高，设计效率有待进一步提升。
随着计算机技术、大数据、人工智能及其应用场景的发展，压力容器未来将朝着智能化设计方向发展，即借助压力容器标准化设计过程中形成或确定的规则（例如统一的数据标准、数据接口）、模板、数据库等，通过人工智能及深度学习工具，实现标准化条件输入、自动化成图输出。
B、焊接技术焊接技术
是压力容器制造过程中最为关键的技术，它对于提高压力容器产品的质量及生产效率，降低压力容器产品的人工成本起着至关重要的作用。传统焊接技术存在错边、不良形变、裂纹等问题，工作人员如果操作不当，则焊接质量无法得到保障。
随着我国焊接工艺技术的不断发展，一些新型的焊接技术可以针对不同的焊接构件和焊接厚度提供质量保障，使焊接产生的形变相对较小，减小压力容器表面出现裂纹的可能性，如手工电弧焊、气体保护焊、等离子焊、双脉冲 MIG 焊在压力容器焊接技术上得到有效应用，不仅能够有效提高焊接工作效率，还能够有效提高压力容器设备焊接的可靠性。近年来随着新型焊接技术的发展，摩擦焊接技术、激光复合焊接技术、全位置焊接机器人等先进的焊接技术在压力容器制造中得到越来越多的应用。
C、无损检测技术
无损检测是在专业的设备下，利用物理或化学方法，保证检测对象不被损坏的同时，对检测对象表面的结构、内部、性质以及状态按照规定的技术要求进行检查和测试，并分析和评价检测结果的过程。无损检测技术的充分运用可以有效地发现压力容器部件缺陷，进而对安全隐患进行相应的消除，对压力容器安全运行起到重要的保障作用。
随着无损检测技术的发展，目前有多种检测技术均应用到压力容器检测中，主要有基于超声、射线、电磁涡流、磁粉等介质的无损检测技术。此外，随着技术的进步，为了满足各种不同类型、不同结构形式和特点的压力容器焊缝无
损检测的需求，超声相控阵技术、非接触超声技术、超声导波技术、射线成像技术和机器人辅助检测技术等前沿技术得到了广泛研究和应用。
6、压力容器行业发展趋势
随着“双碳”目标的提出及相关政策的陆续出台，石化、电力、冶金等行业正面临深度的产业结构调整，开始向清洁能源、节能减排方向转型升级；与此同时，国家正大力鼓励新能源、新材料、环保、核电等战略新兴行业的发展，受益于下游需求和政策的影响，压力容器行业的发展主要呈现出向高效节能化、清洁化、智能化、设备大型化、装置长周期运行的方向发展，具体如下：
A、向高效节能化、清洁能源方向发展
近年来，我国颁布一系列针对节能技术和装备的支持政策，《中国制造 2025》中提出“加大先进节能环保技术、工艺和装备的研发力度，加快制造业绿色改造升级”“大力研发推广余热余压回收”“加快应用清洁高效铸造、锻压、焊接、表面处理、切削等加工工艺，实现绿色生产”。
随着石油化工等下游行业节能减排力度的不断加强，高效节能化工设备将逐渐替代节能效率低的传统设备。发展低碳经济已经成为全球各国的共识，国际间各主要经济体和工业化国家都在大力发展核电、天然气、太阳能等清洁能源。
在我国的能源安全策略中，发展清洁能源已经成为未来战略的重中之重，国家发改委、能源局发布的“十三五”及“十四五”能源规划要求建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系并提出相关举措。作为能源行业未来的主要发展方向，清洁能源行业景气程度的提高将会带动相关固定资产投资的增加，而金属压力容器是核电、天然气开采及运输以及太阳能发电领域的核心的设备之一，未来的需求增长情况持续向好。
B、向智能化方向发展
从“十三五”起，我国装备制造业加快推进实施《中国制造 2025》战略，重点推进高端装备制造、绿色制造与智能制造，其中智能制造是企业实现转型升级、提高产品质量的主攻方向。中国工程院在智能制造发展战略研究中，将智能制造形象地分为三个阶段。
第一阶段以数字化为特征，其特点是部分生产工艺装备具备了数字感知、控制与执行，生产流程的柔性增大，管理系统实现信息化；第二阶段指的是数字化、网络化制造，其特征是应用网络互联互通技术，不同企业间协同设计制造，与用户构建交互平台，开展远程运维、故障诊断等服务；第三阶段指新一代智能制造，指的是新一代信息技术、新一代人工智能技术与先进制造业深度融合的产物，其特征是具备深度学习能力，可以实现信息智能获取、人机交互、智能决策调控与优化运行。
当前行业领先的压力容器厂商基本实现了数字化下料切割与成形、自动焊接与热处理、无损检测数字化等，整体上还处于智能制造的第一阶段，未来我国压力容器产业将加速向数字化、网络化、智能化为特征智能制造方向迈进，如智能化设计、3D 打印、网络协同制造与智能工厂、智能运行与维护将是压力容器智能制造技术发展的重要方向。
C、向设备大型化方向发展
石化炼厂规模和炼油装置大型化具有明显的经济效益，是世界炼油发展的一个重要趋势。早在 20世纪 60年代初期，世界上炼油业发达的国家就已开始逐渐进行炼油厂的大型化，到了 20世纪 80年代后期，炼油厂大型化趋势逐步得到各国关注。
由于制造成本、占地面积、管线阀门、生产效率等诸多因素的影响，与较小的单元设备相比，使用大型化的单元设备具有明显的综合经济效益；其次，石化设备大型化也有利于制造单位提高年产值，节约投资和费用，降低成本与增加经济效益。石化装置大型化推动压力容器朝着大型化、重型化方向发展，对压力容器的材料、设计、制造、检验、运输和安装都提出了新的要求。
D、向装置高稳定、长周期运行方向发展
能源、化工行业压力容器设备安全、稳定、长周期运行是企业安全生产的、降本增效的有效手段，是企业设备管理水平的直接体现。石化设备检维修水平提升，装置检修周期延长，可有效降低检维修费用和装置开、停工物料损失。根据思瀚统计，以中国石化 2.7 亿吨/年原油加工能力测算，同“一年一修”相比，石油炼厂整体实现“三年一修”和“四年一修”分别可避免加工能力放空 1,600 万吨/年和2,000万吨/年。
从上世纪六、七十年代的“一年一大修、大修保一年”到十三五时期的“四年一修”，我国炼油和化工生产装置运行水平大幅提升，十四五期间，随着国家炼化一体化战略的大力推进，我国石化装置运行水平将向“五年一修”的国际先进水平挺进。
