Hélium je chemický prvok so symbolom HE a Atomic Number 2. Je to zriedkavý atmosférický plyn, bezfarebný, bez chuti, bez chuti, netoxický, neklesajúci, iba mierne rozpustný vo vode. Koncentrácia hélia v atmosfére je 5,24 x 10-4 za objemové percento. Má najnižšie body varu a topenia akéhokoľvek prvku a existuje iba ako plyn, s výnimkou extrémne chladných podmienok.

Hélium sa primárne transportuje ako plynový alebo kvapalný hélium a používa sa v jadrových reaktoroch, polovodičoch, laseroch, žiarovkách, supravodivosti, prístrojoch, polovodičoch a optike vlákien, kryogénnych, MRI a laboratórnym výskumom.

Zdroj za nízku teplotu chladu

Hélium sa používa ako kryogénna chladivo pre zdroje kryogénneho chladenia, ako je napríklad zobrazovanie magnetickej rezonancie (MRI), jadrová magnetická rezonancia (NMR), suponukčná kvantová časticová akcelerátor, interferometer Hadron, interferometer (Squid), elektrónová resonancia (ESR) a supravodivé skladovanie magnetickej energie (MSP), supravodivé generátory MHD, supravodivový senzor, prenos energie, transport MagleV, hmotnostný spektrometer, supravodivový magnet, silné separátory magnetického poľa, superkonfektovacie magnety fúznych polí a iný kryogénny výskum. Hélium ochladzuje kryogénne supravodivé materiály a magnety na takmer absolútnu nulu, v tomto bode je odpor supravodiča náhle klesne na nulu. Veľmi nízka odolnosť supravodiča vytvára silnejšie magnetické pole. V prípade zariadení MRI používaných v nemocniciach vytvárajú silnejšie magnetické polia podrobnejšie detaily na rádiografických obrazoch.

Hélium sa používa ako super chladivo, pretože hélium má najnižšie body topenia a varu, nespevňuje atmosférický tlak a 0 K a hélium je chemicky inertné, takže je takmer nemožné reagovať s inými látkami. Okrem toho sa hélium stáva nadpripom pod 2,2 kelvinom. Doteraz sa jedinečná ultra mobilita nevyužila v žiadnej priemyselnej aplikácii. Pri teplotách pod 17 Kelvinom nie je v kryogénnom zdroji náhradu za chladivo ako chladivo.

Letectvo a astronautika

Hélium sa používa aj v balónoch a vzducholode. Pretože hélium je ľahšie ako vzduch, vzducholode a balóny sú naplnené héliom. Hélium má tú výhodu, že je neľakavá, hoci vodík je vznášajúci a má nižšiu únikovú rýchlosť z membrány. Ďalšie sekundárne použitie je v raketovej technológii, kde sa hélium používa ako stratové médium na vytesnenie paliva a oxidátora v skladovacích nádržiach a kondenzuje vodík a kyslík na výrobu raketového paliva. Dalo by sa tiež použiť na odstránenie paliva a oxidátora z podporného zariadenia pred spustením a v kozmickej lodi by mohol vopred chladiť kvapalný vodík. V rakete Saturn V, ktorá sa používa v programe Apollo, bolo na spustenie potrebných asi 370 000 metrov kubických (13 miliónov kubických stôp) hélia.

Detekcia úniku a detekcia potrubia a analýza detekcie

Ďalším priemyselným použitím hélia je detekcia úniku. Detekcia úniku sa používa na detekciu únikov v systémoch obsahujúcich kvapaliny a plyny. Pretože hélium difunduje cez tuhé látky trikrát rýchlejšie ako vzduch, používa sa ako indikátorový plyn na detekciu únikov vo vysokohorských zariadeniach (ako sú kryogénne nádrže) a vysokotlakových ciev. Objekt je umiestnený do komory, ktorá sa potom evakuuje a naplní héliom. Dokonca aj pri únikových rýchlostiach až 10-9 MBAR • L / S (10-10 PA • m3 / s) sa môže hélium únikom detegovať citlivým zariadením (hmotnostný spektrometer hélia). Postup merania sa zvyčajne automatizuje a nazýva sa test integrácie hélia. Ďalšou, jednoduchšou metódou je vyplniť príslušný objekt héliom a manuálne vyhľadávanie únikov pomocou vreckového zariadenia.

Hélium sa používa na detekciu úniku, pretože je najmenšou molekulou a je monatomická molekula, takže hélium ľahko unikne. Počas detekcie úniku sa do objektu naplní plyn hélia a ak dôjde k úniku, hmotnostný spektromet hélia bude schopný detekovať umiestnenie úniku. Hélium sa môže použiť na detekciu únikov v raketách, palivových nádržiach, tepelných výmenníkoch, plynových potrubiach, elektronike, televíznych trubiciach a ďalších výrobných komponentoch. Detekcia úniku pomocou hélia sa prvýkrát použila počas projektu Manhattan na detekciu únikov v rastlinách obohacovania uránu. Hélium detekcie úniku sa môže nahradiť vodíkom, dusíkom alebo zmesou vodíka a dusíka.

Zváranie a kovové práce

Héliový plyn sa používa ako ochranný plyn pri zváraní oblúka a zváraní v plazme oblúka kvôli svojej vyššej ionizačnej potenciálnej energii ako iné atómy. Héliový plyn okolo zvaru bráni oxidácii kovu v roztavenom stave. Vysoká ionizačná potenciálová energia hélia umožňuje zváranie odlišných kovov v plazme používaných pri výstavbe, stavbe lodí a letectve, ako je titán, zirkón, horčík a zliatiny hliníka. Aj keď hélium v ​​tieniacom plyne je možné nahradiť argónom alebo vodíkom, niektoré materiály (napríklad titánový hélium) sa nedajú vymeniť za zváranie oblúka v plazme. Pretože hélium je jediný plyn, ktorý je bezpečný pri vysokých teplotách.

Jednou z najaktívnejších oblastí vývoja je zváranie z nehrdzavejúcej ocele. Hélium je inertný plyn, čo znamená, že pri vystavení iným látkam nepodlieha chemickým reakciám. Táto charakteristika je obzvlášť dôležitá pri zváracom ochranných plynoch.

Hélium tiež dobre vedie teplo. Z tohto dôvodu sa bežne používa vo zvaroch, kde je potrebný vyšší vstup tepla na zlepšenie zmáčateľnosti zvaru. Hélium je tiež užitočné na prekročenie rýchlosti.

Hélium sa zvyčajne zmieša s argónom v rôznych množstvách v zmesi ochranných plynov, aby sa plne využili dobré vlastnosti oboch plynov. Napríklad hélium pôsobí ako ochranný plyn, ktorý pomáha poskytovať širšie a plytšie spôsoby penetrácie počas zvárania. Hélium však neposkytuje čistenie, ktoré Argon robí.

Výsledkom je, že výrobcovia kovov často zvažujú miešanie argónu s héliom ako súčasť svojho pracovného procesu. V prípade zvárania kovových oblúkov s kovovým oblúkom môže hélium obsahovať 25% až 75% plynovej zmesi v zmesi hélia/argón. Úpravou zloženia zmesi ochranných plynov môže zvárač ovplyvniť rozloženie tepla zvaru, čo zase ovplyvňuje tvar prierezu kovu zvaru a rýchlosť zvárania.

Elektronický polovodičový priemysel

Ako inertný plyn je hélium tak stabilné, že ťažko reaguje s inými prvkami. Táto vlastnosť ju používa ako štít pri zváraní oblúka (na zabránenie kontaminácie kyslíka vo vzduchu). Hélium má tiež ďalšie kritické aplikácie, ako sú polovodiče a výroba optických vlákien. Okrem toho môže nahradiť dusík v hlbokom potápaní, aby sa zabránilo tvorbe bublín dusíka v krvnom obehu, čím sa zabráni potápačskej chorobe.

Globálny objem predaja hélia (2016-2027)

Globálny trh hélia dosiahol v roku 2020 1825,37 milióna USD a očakáva sa, že v roku 2027 dosiahne 2742,04 milióna USD, so zloženou ročnou mierou rastu (CAGR) 5,65% (2021-2027). V nadchádzajúcich rokoch má priemysel veľkú neistotu. Údaje predpovedania na roky 2021-2027 v tomto dokumente sú založené na historickom vývoji posledných niekoľkých rokov, stanoviskách odborníkov v odbore a názorov analytikov v tomto dokumente.

Odvetvie hélia je vysoko koncentrované, získavajúce prírodné zdroje a má obmedzených globálnych výrobcov, najmä v Spojených štátoch, Rusku, Katar a Alžírsku. Na svete sa spotrebiteľský sektor sústredí v Spojených štátoch, Číne a Európe a tak ďalej. Spojené štáty majú v priemysle dlhú históriu a neotrasiteľné postavenie.

Mnoho spoločností má niekoľko tovární, ale zvyčajne nie sú blízko svojich cieľových spotrebiteľských trhov. Preto má produkt vysoké náklady na dopravu.

Od prvých piatich rokov sa výroba rozrástla veľmi pomaly. Hélium je neobnoviteľný zdroj energie a vo výrobných krajinách sú zavedené politiky, aby sa zabezpečilo jeho ďalšie používanie. Niektorí predpovedajú, že v budúcnosti dôjde hélium.

Odvetvie má vysoký podiel dovozu a vývozu. Takmer všetky krajiny používajú hélium, ale len málo má rezerv hélia.

Hélium má širokú škálu použití a bude k dispozícii vo viac a viacerých poliach. Vzhľadom na nedostatok prírodných zdrojov sa v budúcnosti pravdepodobne zvýši dopyt po héliu, čo si vyžaduje vhodné alternatívy. Očakáva sa, že ceny hélia sa budú naďalej zvyšovať od roku 2021 do roku 2026, z 13,53 USD / m3 (2020) na 19,09 dolárov / m3 (2027).

Priemysel je ovplyvnený ekonomikou a politikou. Keď sa globálna ekonomika zotavuje, čoraz viac ľudí sa obáva zlepšovania environmentálnych štandardov, najmä v nedostatočne rozvinutých regiónoch s veľkou populáciou a rýchlym hospodárskym rastom, sa zvýši dopyt po héliu.

Medzi hlavných globálnych výrobcov patria Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (DZ) a Gazprom (RU) atď. V roku 2020 bude predajný podiel 6 najlepších výrobcov prekročiť 74%. Očakáva sa, že konkurencia v priemysle sa v najbližších rokoch stane intenzívnejšou.

HL kryogénne vybavenie

Vzhľadom na nedostatok kvapalných zdrojov hélia a rastúcej ceny je dôležité znížiť stratu a regeneráciu tekutého hélia v jeho procese používania a dopravy.

HL kryogénne vybavenie, ktoré bolo založené v roku 1992, je značka pridružená k spoločnosti Cryogenic Equipment Co., Ltd. Kryogénne vybavenie HL sa zaväzuje navrhovať a vyrábať vysoko vákuový izolovaný kryogénny potrubný systém a súvisiace podporné vybavenie na uspokojenie rôznych potrieb zákazníkov. Vákuová izolovaná rúrka a flexibilná hadica sú skonštruované vo vysokom vákuu a viacvrstvovej viacvrstvovej obrazovke špeciálne izolované materiály a prechádzajú sériou mimoriadne prísnych technických ošetrení a vysokej vákuovej liečby, ktorá sa používa na prenos kvapalného kyslíka, kvapalného nitrogénu , kvapalný argón, kvapalný vodík, kvapalný hélium, skvapalnený etylénový plyn a skvapalnený prírodný plyn LNG.

Produktová séria vákuovej plášťovej rúrky, vákuovej hadice, vákuovej plášťovej ventilu a fázového oddeľovača v spoločnosti HL Cryogenic Equipment Company, ktorá prešla sériou extrémne prísnych technických ošetrení, sa používajú na prenos kvapalného kyslíka, tekutého dusíka, kvapalného argónu, Kvapalný vodík, kvapalný hélium, nohy a LNG a tieto výrobky sa obsluhujú pre kryogénne vybavenie (napr. Kryogénne nádrže, dewary a studené boxy atď.) V priemysle separácie vzduchu, plynov, letectva, elektroniky, supravodiča, hranol Nápoj, lekárne, nemocnica, biobanka, guma, nové materiály Chemické inžinierstvo, železo a oceľ a vedecký výskum atď.

Spoločnosť HL Cryogenic Equipment Company sa stala kvalifikovaným dodávateľom/dodávateľom Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani a Hangzhou Skupina kyslíka (Hangyang) atď.