Heliu este un element chimic cu simbolul HE și Atomic Number 2. Este un gaz atmosferic rar, incolor, fără gust, fără gust, non-toxic, ne-flamabil, doar ușor solubil în apă. Concentrația de heliu în atmosferă este de 5,24 x 10-4 în procent de volum. Are cele mai mici puncte de fierbere și topire ale oricărui element și există doar ca gaz, cu excepția condițiilor extrem de reci.

Heliul este transportat în principal ca heliu gazous sau lichid și este utilizat în reactoare nucleare, semiconductori, lasere, becuri, superconductivitate, instrumentare, semiconductori și fibre optice, criogenic, RMN și cercetare de laborator R&D.

Sursa rece la temperatură scăzută

Heliu este utilizat ca un lichid de răcire criogenic pentru surse de răcire criogenic, cum ar fi imagistica prin rezonanță magnetică (RMN), spectroscopie de rezonanță magnetică nucleară (RMN), accelerator de particule cuantice superconductoare, colizor de hadron mare, interferometru (Squid), Rezonanță de rotire a electronului (ESR) și depozitarea de energie magnetică superconductoare (IMM -uri), generatoare de superconductor MHD, senzor superconductor, transmisie de putere, transport Maglev, spectrometru de masă, magnet superconductor, separatoare puternice de câmp magnetic, magneți superconductori de câmp annular pentru reactori de fuziune și alte cercetări criogenic. Heliu răcește materiale și magneți supraconductori criogeni până la zero aproape absolut, moment în care rezistența superconductorului scade brusc la zero. Rezistența foarte scăzută a unui superconductor creează un câmp magnetic mai puternic. În cazul echipamentelor RMN utilizate în spitale, câmpurile magnetice mai puternice produc mai multe detalii în imaginile radiografice.

Heliul este utilizat ca un super lichid de răcire, deoarece heliul are cele mai mici puncte de topire și fierbere, nu se solidifică la presiunea atmosferică și 0 K, iar heliul este inert chimic, ceea ce face aproape imposibil să reacționeze cu alte substanțe. În plus, heliul devine superfluid sub 2,2 Kelvin. Până acum, ultra-mobilitatea unică nu a fost exploatată în nicio aplicație industrială. La temperaturi sub 17 Kelvin, nu există niciun înlocuitor pentru heliu ca refrigerant în sursa criogenică.

Aeronautică și astronautică

Heliul este folosit și în baloane și aeronave. Deoarece heliul este mai ușor decât aerul, aeronavele și baloanele sunt umplute cu heliu. Heliul are avantajul de a fi neinflamabil, deși hidrogenul este mai plin de viață și are o rată de evadare mai mică din membrană. O altă utilizare secundară este în tehnologia rachetelor, unde heliul este utilizat ca mediu de pierdere pentru a deplasa combustibilul și oxidatul în rezervoarele de depozitare și condensarea hidrogenului și oxigenului pentru a face combustibil rachetă. De asemenea, ar putea fi utilizat pentru a îndepărta combustibilul și oxidatul din echipamentele de susținere la sol înainte de lansare și ar putea pre-răci hidrogen lichid în nava spațială. În racheta Saturn V folosită în programul Apollo, a fost necesar să se lanseze aproximativ 370.000 de metri cubi (13 milioane de metri cubi) de heliu.

Analiza detectării și detectării scurgerii conductelor

O altă utilizare industrială a heliu este detectarea scurgerilor. Detectarea scurgerilor este utilizată pentru a detecta scurgerile în sistemele care conțin lichide și gaze. Deoarece heliul se difuzează prin solide de trei ori mai repede decât aerul, este utilizat ca gaz de urmărire pentru a detecta scurgerile în echipamente cu vacuum ridicat (cum ar fi rezervoare criogene) și vase de înaltă presiune. Obiectul este plasat într -o cameră, care este apoi evacuat și umplut cu heliu. Chiar și la rate de scurgere de până la 10-9 mbar • L / s (10-10 Pa • m3 / s), heliu care scapă prin scurgere poate fi detectat de un dispozitiv sensibil (un spectrometru de masă de heliu). Procedura de măsurare este de obicei automatizată și se numește testul de integrare a heliu. O altă metodă, mai simplă, este de a completa obiectul în cauză cu heliu și de a căuta manual scurgeri folosind un dispozitiv portabil.

Heliul este utilizat pentru detectarea scurgerilor, deoarece este cea mai mică moleculă și este o moleculă monatomică, astfel încât heliu se scurge ușor. Gazul de heliu este umplut în obiect în timpul detectării scurgerilor și, dacă are loc o scurgere, spectrometrul de masă de heliu va putea detecta locația scurgerii. Heliul poate fi utilizat pentru a detecta scurgerile în rachete, rezervoare de combustibil, schimbătoare de căldură, linii de gaz, electronice, tuburi de televiziune și alte componente de fabricație. Detectarea scurgerilor folosind heliu a fost utilizată pentru prima dată în timpul proiectului Manhattan pentru a detecta scurgerile la instalațiile de îmbogățire a uraniului. Detectarea scurgerii Heliul poate fi înlocuit cu hidrogen, azot sau un amestec de hidrogen și azot.

Sudare și funcționare metalică

Gazul de heliu este utilizat ca gaz de protecție în sudarea cu arc și sudare cu arc plasmatic din cauza energiei sale mai mari de ionizare decât alți atomi. Gazul de heliu din jurul sudurii împiedică oxidarea metalului în stare topită. Energia ridicată de ionizare a heliului permite sudarea cu arc plasmatic a metalelor diferite utilizate în construcții, construcții navale și aerospațial, cum ar fi aliaje de titan, zirconiu, magneziu și aluminiu. Deși heliul din gazul de ecranare poate fi înlocuit cu argon sau hidrogen, unele materiale (cum ar fi heliu de titan) nu pot fi înlocuite pentru sudarea cu arc plasmatic. Pentru că heliul este singurul gaz care este sigur la temperaturi ridicate.

Unul dintre cele mai active zone de dezvoltare este sudarea din oțel inoxidabil. Heliul este un gaz inert, ceea ce înseamnă că nu suferă reacții chimice atunci când este expus la alte substanțe. Această caracteristică este deosebit de importantă în gazele de protecție a sudării.

De asemenea, heliu conduce căldură bine. Acesta este motivul pentru care este utilizat în mod obișnuit în suduri, unde este necesară o intrare mai mare de căldură pentru a îmbunătăți umectabilitatea sudurii. Heliu este util și pentru viteză.

Heliul este de obicei amestecat cu argon în cantități diferite în amestecul de gaz de protecție pentru a profita din plin de proprietățile bune ale ambelor gaze. Heliul, de exemplu, acționează ca un gaz de protecție pentru a ajuta la furnizarea de moduri de penetrare mai largi și mai puțin adânci în timpul sudării. Dar heliul nu oferă curățarea pe care o face Argon.

Drept urmare, producătorii de metale consideră adesea amestecarea argonului cu heliu ca parte a procesului lor de lucru. Pentru sudarea cu arc metalic protejat cu gaz, heliu poate cuprinde 25% până la 75% din amestecul de gaz în amestecul de heliu/argon. Prin reglarea compoziției amestecului de gaz de protecție, sudorul poate influența distribuția căldurii a sudurii, care la rândul său afectează forma secțiunii transversale a metalului de sudură și viteza de sudare.

Industria electronică a semiconductorilor

Ca gaz inert, heliul este atât de stabil încât reacționează cu greu cu alte elemente. Această proprietate o face folosită ca scut în sudarea cu arc (pentru a preveni contaminarea oxigenului în aer). Helium are, de asemenea, alte aplicații critice, cum ar fi semiconductorii și fabricarea fibrelor optice. În plus, poate înlocui azotul în scufundări profunde pentru a preveni formarea bulelor de azot în fluxul sanguin, împiedicând astfel boala de scufundări.

Volumul vânzărilor globale de heliu (2016-2027)

Piața globală de heliu a atins 1825,37 milioane USD în 2020 și este de așteptat să ajungă la 2742,04 milioane USD în 2027, cu o rată anuală de creștere compusă (CAGR) de 5,65% (2021-2027). Industria are o mare incertitudine în următorii ani. Datele de prognoză pentru 2021-2027 în această lucrare se bazează pe dezvoltarea istorică din ultimii ani, opiniile experților din industrie și opiniile analiștilor din această lucrare.

Industria heliu este extrem de concentrată, provenită din resurse naturale și are producători globali limitați, în principal în Statele Unite, Rusia, Qatar și Algeria. În lume, sectorul consumatorilor este concentrat în Statele Unite, China și Europa și așa mai departe. Statele Unite au o istorie lungă și o poziție de nezdruncinat în industrie.

Multe companii au mai multe fabrici, dar, de obicei, nu sunt aproape de piețele lor de consumatori țintă. Prin urmare, produsul are un cost de transport ridicat.

Începând cu primii cinci ani, producția a crescut foarte lent. Heliu este o sursă de energie neregenibilă, iar politicile sunt în vigoare în țările producătoare pentru a asigura utilizarea continuă a acesteia. Unii prezic că Helium va rămâne în viitor.

Industria are o proporție mare de importuri și exporturi. Aproape toate țările folosesc heliu, dar doar câteva au rezerve de heliu.

Heliu are o gamă largă de utilizări și va fi disponibil în tot mai multe câmpuri. Având în vedere deficitul de resurse naturale, cererea de heliu este probabil să crească în viitor, necesitând alternative adecvate. Se preconizează că prețurile heliu vor continua să crească de la 2021 la 2026, de la 13,53 USD / m3 (2020) la 19,09 USD / m3 (2027).

Industria este afectată de economie și politică. Pe măsură ce economia globală se recuperează, din ce în ce mai mulți oameni sunt preocupați de îmbunătățirea standardelor de mediu, în special în regiunile subdezvoltate cu populații mari și o creștere economică rapidă, cererea de heliu va crește.

În prezent, principalii producători la nivel mondial includ Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (DZ) și Gazprom (RU), etc. În 2020, cota de vânzări a primilor 6 producători va depăși 74%. Este de așteptat ca concurența din industrie să devină mai intensă în următorii câțiva ani.

Echipament criogenic HL

Datorită deficitului de resurse de heliu lichid și a prețului în creștere, este important să se reducă pierderea și recuperarea heliului lichid în procesul de utilizare și transport.

HL Cryogenic Equipment care a fost fondat în 1992 este o marcă afiliată companiei de echipamente criogenice HL Cryogenic Equipment Co., Ltd. Echipament criogenic HL este angajat pentru proiectarea și fabricarea sistemului de conducte criogenic izolat cu vid ridicat și echipamente de asistență conexe pentru a răspunde diferitelor nevoi ale clienților. Țeava izolată în vid și furtunul flexibil sunt construite într-un vid cu vid ridicat și mai multe straturi pe mai multe ecrane, materiale izolate speciale și trece printr-o serie de tratamente tehnice extrem de stricte și tratament cu vid ridicat, care este utilizat pentru transferul de oxigen lichid, azot lichid, cu azot lichid, care este utilizat , Argon lichid, hidrogen lichid, heliu lichid, picior de gaz de etilenă lichefiat și GNL natur lichefiat.

Seria de produse de țeavă în vid, furtunul îmbrăcat în vid, supapa cu asigurări în vid și separator de faze în compania de echipamente criogenic HL, care a trecut printr -o serie de tratamente tehnice extrem de stricte, sunt utilizate pentru transferul de oxigen lichid, azot lichid, argon lichid, Hidrogen lichid, heliu lichid, picior și GNL, iar aceste produse sunt deservite pentru echipamente criogene (de exemplu, rezervoare criogene, dewars și cutii de frig etc.) în industriile de separare a aerului, gaze, aviație, electronică, superconductor, chipsuri, ansamblu de automatizare, alimente și alimente și alimente Băuturi, farmacie, spital, biobank, cauciuc, materiale noi Fabricare de inginerie chimică, fier și oțel și cercetare științifică etc.

Compania de echipamente criogenic HL a devenit furnizorul/vânzătorul calificat al Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, Boc, Iwatani și Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang) etc.