Helium er et kjemisk element med symbolet han og atomnummer 2. Det er en sjelden atmosfærisk gass, fargeløs, smakløs, smakløs, ikke-giftig, ikke-brennbar, bare litt oppløselig i vann. Heliumkonsentrasjon i atmosfæren er 5,24 x 10-4 etter volumprosent. Den har de laveste kokende og smeltepunktene for ethvert element, og eksisterer bare som en gass, bortsett fra under ekstremt kalde forhold.

Helium blir først og fremst transportert som gassformig eller flytende helium og brukes i kjernefysiske reaktorer, halvledere, lasere, lyspærer, superledelse, instrumentering, halvledere og fiberoptikk, kryogene, MR og FoU -laboratorieforskning.

Den lave temperaturen kald kilde

Helium brukes som et kryogent kjølevæske for kryogene kjølekilder, for eksempel magnetisk resonansavbildning (MRI), nukleær magnetisk resonans (NMR) spektroskopi, superledende kvantepartikkelakselerator, den store Hadron -kollideren, interferometer (blekksprut), elektron spinnresonans (ESR) og superledende magnetisk energilagring (SME), MHD superledende generatorer, superledende sensor, kraftoverføring, maglev transport, massespektrometer, superledende magnet, sterke magnetfeltskiller, ringformede felt superledende magneter for fusjonsreaktorer og annen kryogen forskning. Helium avkjøles kryogene superledende materialer og magneter til nær absolutt null, på hvilket tidspunkt superledets motstand plutselig synker plutselig til null. Den svært lave motstanden til en superleder skaper et kraftigere magnetfelt. Når det gjelder MR -utstyr som brukes på sykehus, produserer sterkere magnetfelt mer detaljer i radiografiske bilder.

Helium brukes som et super kjølevæske fordi helium har de laveste smelte- og kokepunktene, ikke stivner ved atmosfæretrykk og 0 K, og helium er kjemisk inert, noe som gjør det nesten umulig å reagere med andre stoffer. I tillegg blir helium overflødig under 2,2 Kelvin. Til nå har den unike ultra-mobiliteten ikke blitt utnyttet i noen industriell anvendelse. Ved temperaturer under 17 Kelvin er det ingen erstatning for helium som kjølemedium i den kryogene kilden.

Aeronautics and Astronautics

Helium brukes også i ballonger og luftskip. Fordi helium er lettere enn luft, er luftskip og ballonger fylt med helium. Helium har fordelen av å være ikke -brennbar, selv om hydrogen er mer livlig og har en lavere rømningshastighet fra membranen. En annen sekundær bruk er innen rakettteknologi, hvor helium brukes som tapsmedium for å fortrenge drivstoff og oksidasjonsmiddel i lagringstanker og kondensere hydrogen og oksygen for å lage rakettdrivstoff. Det kan også brukes til å fjerne drivstoff og oksidasjonsmiddel fra bakkestøtteutstyr før lansering, og kan forhåndskule flytende hydrogen i romfartøyet. I Saturn V -raketten som ble brukt i Apollo -programmet, var det nødvendig med rundt 370 000 kubikkmeter (13 millioner kubikkfot) helium for å starte.

Rørledningslekkasjedeteksjon og deteksjonsanalyse

En annen industriell bruk av helium er lekkasjdeteksjon. Lekkasjedeteksjon brukes til å oppdage lekkasjer i systemer som inneholder væsker og gasser. Fordi helium diffunderer gjennom faste stoffer tre ganger raskere enn luft, brukes det som en sporingsgass for å oppdage lekkasjer i høyt vakuumutstyr (for eksempel kryogene tanker) og høyt trykkfartøy. Objektet er plassert i et kammer, som deretter blir evakuert og fylt med helium. Selv med lekkasjehastigheter så lave som 10-9 MBAR • L / S (10-10 PA • M3 / S), kan helium som rømmer gjennom lekkasjen oppdages av en sensitiv enhet (et heliummassespektrometer). Måleprosedyren er vanligvis automatisert og kalles heliumintegrasjonstesten. En annen, enklere metode er å fylle det aktuelle objektet med helium og manuelt søke etter lekkasjer ved hjelp av en håndholdt enhet.

Helium brukes til lekkasjdeteksjon fordi det er det minste molekylet og er et monatomisk molekyl, så helium lekker lett. Heliumgass fylles inn i objektet under lekkasjdeteksjon, og hvis en lekkasje oppstår, vil heliummassespektrometeret kunne oppdage plasseringen av lekkasjen. Helium kan brukes til å oppdage lekkasjer i raketter, drivstofftanker, varmevekslere, gasslinjer, elektronikk, TV -rør og andre produksjonskomponenter. Lekkasjedeteksjon ved bruk av helium ble først brukt under Manhattan -prosjektet for å oppdage lekkasjer ved urananrikningsanlegg. Lekkasjedeteksjonshelium kan erstattes med hydrogen, nitrogen eller en blanding av hydrogen og nitrogen.

Sveising og metallarbeid

Heliumgass brukes som en beskyttende gass i buesveising og plasmabuesveising på grunn av dens høyere ioniseringspotensielle energi enn andre atomer. Heliumgass rundt sveisen forhindrer at metallet oksideres i den smeltede tilstanden. Den høye ioniseringspotensielle energien til helium tillater plasmabuesveising av forskjellige metaller som brukes i konstruksjon, skipsbygging og romfart, for eksempel titan, zirkonium, magnesium og aluminiumlegeringer. Selv om helium i skjermingsgassen kan erstattes av argon eller hydrogen, kan ikke noen materialer (for eksempel titanhelium) erstattes for plasmabuesveising. Fordi helium er den eneste gassen som er trygg ved høye temperaturer.

Et av de mest aktive utviklingsområdene er sveising av rustfritt stål. Helium er en inert gass, som betyr at den ikke gjennomgår kjemiske reaksjoner når de blir utsatt for andre stoffer. Denne egenskapen er spesielt viktig i sveisebeskyttelsesgasser.

Helium gjennomfører også varme godt. Dette er grunnen til at det ofte brukes i sveiser der det er nødvendig med høyere varmeinngang for å forbedre sveisens fuktbarhet. Helium er også nyttig for fartsovertredelse.

Helium blandes vanligvis med argon i varierende mengder i den beskyttende gassblandingen for å dra full nytte av de gode egenskapene til begge gassene. Helium fungerer for eksempel som en beskyttende gass for å gi bredere og grunnere penetrasjonsformer under sveising. Men Helium gir ikke rengjøringen som Argon gjør.

Som et resultat vurderer metallprodusenter ofte å blande argon med helium som en del av arbeidsprosessen. For gassskåret metallbuesveising kan helium utgjøre 25% til 75% av gassblandingen i helium/argonblandingen. Ved å justere sammensetningen av den beskyttende gassblandingen, kan sveiseren påvirke varmefordelingen av sveisen, som igjen påvirker formen på tverrsnittet av sveisemetallet og sveisehastigheten.

Elektronisk halvlederindustri

Som en inert gass er helium så stabil at den neppe reagerer med andre elementer. Denne egenskapen gjør den brukt som et skjold i buesveising (for å forhindre forurensning av oksygen i luften). Helium har også andre kritiske applikasjoner, for eksempel halvledere og produksjon av optisk fiber. I tillegg kan den erstatte nitrogen i dyp dykking for å forhindre dannelse av nitrogenbobler i blodomløpet, og dermed forhindre dykkesyke.

Global Helium Sales Volume (2016-2027)

Det globale heliummarkedet nådde 1825,37 millioner dollar i 2020 og forventes å nå 2742,04 millioner dollar i 2027, med en sammensatt årlig vekstrate (CAGR) på 5,65% (2021-2027). Bransjen har stor usikkerhet de kommende årene. Prognosedataene for 2021-2027 i denne artikkelen er basert på den historiske utviklingen de siste årene, meninger fra bransjeeksperter og meninger fra analytikere i denne artikkelen.

Heliumindustrien er sterkt konsentrert, hentet fra naturressurser, og har begrensede globale produsenter, hovedsakelig i USA, Russland, Qatar og Algerie. I verden er forbrukersektoren konsentrert i USA, Kina og Europa og så videre. USA har en lang historie og urokkelig posisjon i bransjen.

Mange selskaper har flere fabrikker, men de er vanligvis ikke i nærheten av sine målforbrukermarkeder. Derfor har produktet en høy transportkostnad.

Siden de første fem årene har produksjonen vokst veldig sakte. Helium er en ikke-fornybar energikilde, og retningslinjene er på plass i å produsere land for å sikre dens fortsatte bruk. Noen spår at helium vil løpe ut i fremtiden.

Bransjen har en høy andel import og eksport. Nesten alle land bruker helium, men bare noen få har heliumreserver.

Helium har et bredt spekter av bruksområder og vil være tilgjengelig i flere og flere felt. Gitt mangel på naturressurser, vil etterspørselen etter helium sannsynligvis øke i fremtiden, og krever passende alternativer. Heliumpriser forventes å fortsette å stige fra 2021 til 2026, fra $ 13,53 / m3 (2020) til $ 19,09 / m3 (2027).

Bransjen er påvirket av økonomi og politikk. Etter hvert som den globale økonomien gjenoppretter, er flere og flere mennesker opptatt av å forbedre miljøstandardene, spesielt i underutviklede regioner med store befolkninger og rask økonomisk vekst, vil etterspørselen etter helium øke.

For tiden inkluderer store globale produsenter Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (DZ) og Gazprom (RU), etc. I 2020 vil salgsandelen av topp 6 -produsentene overstige 74%. Det forventes at konkurransen i bransjen vil bli mer intens i løpet av de neste årene.

HL kryogent utstyr

På grunn av mangel på flytende heliumressurser og den stigende prisen, er det viktig å redusere tapet og utvinningen av flytende helium i bruken og transportprosessen.

HL kryogent utstyr som ble grunnlagt i 1992 er et merke tilknyttet HL Cryogentic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL -kryogent utstyr er forpliktet til utforming og produksjon av det høye vakuumisolerte kryogene rørsystemet og relatert støtteutstyr for å imøtekomme de forskjellige behovene til kundene. Vakuumisolert rør og fleksibel slange er konstruert i et høyt vakuum og flerlags spesielle isolerte materialer med flere lag, og passerer gjennom en serie ekstremt strenge tekniske behandlinger og høy vakuumbehandling, som brukes til overføring av flytende oksygen, flytende nitrogen , Flytende argon, flytende hydrogen, flytende helium, flytende etylengassben og flytende naturgass LNG.

Produktserien med vakuumkakkede rør, vakuumkakkslange, vakuumkakkventil og faseseparator i HL Cryogenic Equipment Company, som passerte gjennom en serie ekstremt strenge tekniske behandlinger, brukes til overføring av flytende oksygen, flytende nitrogen, flytende argon, Flytende hydrogen, flytende helium, ben og LNG, og disse produktene er betjent for kryogent utstyr (f.eks. Kryogene stridsvogner, dugg og kaldkasser etc.) i industrier for luftseparasjon, gasser, luftfart, elektronikk, superleder, chips, automatisering, mat og mat Drikke, apotek, sykehus, biobank, gummi, ny materialproduksjon kjemisk ingeniørvitenskap, jern og stål og vitenskapelig forskning etc.

HL Cryogentic Equipment Company har blitt den kvalifiserte leverandøren/leverandøren av Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani og Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang) etc.