Helium er et kemisk element med det symbol, han og atomnummer 2. Det er en sjælden atmosfærisk gas, farveløs, smagløs, usmageligt, ikke-toksisk, ikke-brandbar, kun lidt opløselig i vand. Heliumkoncentration i atmosfæren er 5,24 x 10-4 efter volumenprocent. Det har de laveste kogende og smeltepunkter for ethvert element og findes kun som en gas, undtagen under ekstremt kolde forhold.

Helium transporteres primært som gasformigt eller flydende helium og bruges i atomreaktorer, halvledere, lasere, lyspærer, superledningsevne, instrumentering, halvledere og fiberoptik, kryogen, MRI og F & U -laboratorieforskning.

Den kolde kilde med lav temperatur

Helium bruges som et kryogent kølevæske til kryogene kølekilder, såsom magnetisk resonansafbildning (MRI), nuklear magnetisk resonans (NMR) spektroskopi, superledende kvantepartikelaccelerator, den store hadron collider, interferometer (blæksprutte), elektron spin resonance (ESR) og superledende magnetisk energilagring (SMV'er), MHD -superledende generatorer, superledende sensor, kraftoverførsel, Maglev -transport, massespektrometer, superledende magnet, stærke magnetfeltseparatorer, ringformede feltsuperledende magneter til fusionsreaktorer og anden kryogen forskning. Helium afkøles kryogene superledende materialer og magneter til næsten absolut nul, på hvilket tidspunkt modstanden for superlederen pludselig falder til nul. Den meget lave modstand af en superleder skaber et mere kraftfuldt magnetfelt. I tilfælde af MR -udstyr, der bruges på hospitaler, producerer stærkere magnetfelter mere detaljeret i radiografiske billeder.

Helium bruges som et superkølemiddel, fordi helium har de laveste smelte- og kogepunkter, ikke størkner ved atmosfærisk tryk og 0 K, og helium er kemisk inert, hvilket gør det næsten umuligt at reagere med andre stoffer. Derudover bliver helium superfluid under 2,2 Kelvin. Indtil nu er den unikke ultra-mobilitet ikke blevet udnyttet i nogen industriel anvendelse. Ved temperaturer under 17 Kelvin er der ingen erstatning for helium som kølemiddel i den kryogene kilde.

Aeronautik og astronautik

Helium bruges også i balloner og luftskibe. Fordi helium er lettere end luft, er luftskibe og balloner fyldt med helium. Helium har fordelen ved at være ikke -brændbar, selvom brint er mere flydende og har en lavere flugthastighed fra membranen. En anden sekundær anvendelse er i raketteknologi, hvor helium bruges som et tabsmedium til at fortrænge brændstof og oxidationsmiddel i opbevaringstanke og kondensere brint og ilt til at fremstille raketbrændstof. Det kan også bruges til at fjerne brændstof og oxidationsanlæg fra jordstøtteudstyr før lanceringen, og kunne forkøle flydende brint i rumfartøjet. I Saturn mod raket, der blev brugt i Apollo -programmet, var der behov for ca. 370.000 kubikmeter (13 millioner kubikfod) helium for at lancere.

Rørledningslækningsdetektion og detektionsanalyse

En anden industriel anvendelse af helium er detektion af lækage. Lækningsdetektion bruges til at detektere lækager i systemer, der indeholder væsker og gasser. Fordi helium diffunderer gennem faste stoffer tre gange hurtigere end luft, bruges det som en sporstofgas til at detektere lækager i udstyr med højt vakuum (såsom kryogene tanke) og højtryksfartøjer. Objektet placeres i et kammer, som derefter evakueres og fyldes med helium. Selv ved lækagehastigheder så lave som 10-9 Mbar • L / s (10-10 PA • M3 / s) kan helium, der slipper gennem lækagen, påvises af en følsom anordning (et heliummassespektrometer). Målingsproceduren kaldes normalt og kaldes heliumintegrationstesten. En anden, enklere metode er at udfylde det pågældende objekt med helium og manuelt søge efter lækager ved hjælp af en håndholdt enhed.

Helium bruges til lækagedetektion, fordi det er det mindste molekyle og er et monatomisk molekyle, så helium lækker let. Heliumgas udfyldes i objektet under detektion af lækage, og hvis der opstår en lækage, vil heliummassespektrometeret være i stand til at detektere placeringen af ​​lækagen. Helium kan bruges til at detektere lækager i raketter, brændstoftanke, varmevekslere, gaslinjer, elektronik, tv -rør og andre fremstillingskomponenter. Lækningsdetektion under anvendelse af helium blev først anvendt under Manhattan -projektet til at detektere lækager ved uranberigelsesanlæg. Lækningsdetektionshelium kan erstattes med brint, nitrogen eller en blanding af brint og nitrogen.

Svejsning og metalarbejde

Heliumgas bruges som en beskyttende gas i lysbuesvejsning og plasma lysbuesvejsning på grund af dens højere ioniseringspotentiale energi end andre atomer. Heliumgas omkring svejsningen forhindrer, at metallet oxideres i den smeltede tilstand. Heliumens høje ioniseringspotentiale tillader plasma -lysbuesvejsning af forskellige metaller, der bruges i konstruktion, skibsbygning og rumfart, såsom titanium, zirconium, magnesium og aluminiumslegeringer. Selvom helium i afskærmningsgassen kan erstattes af argon eller brint, kan nogle materialer (såsom titaniumhelium) ikke erstattes for plasma -lysbuesvejsning. Fordi helium er den eneste gas, der er sikker ved høje temperaturer.

Et af de mest aktive udviklingsområder er svejsning af rustfrit stål. Helium er en inert gas, hvilket betyder, at den ikke gennemgår nogen kemiske reaktioner, når de udsættes for andre stoffer. Denne egenskab er især vigtig i svejsningsbeskyttelsesgasser.

Helium udfører også varme godt. Dette er grunden til, at det ofte bruges i svejsninger, hvor højere varmeindgang er påkrævet for at forbedre svejsens befugtbarhed. Helium er også nyttigt til hastighed.

Helium blandes normalt med argon i forskellige mængder i den beskyttende gasblanding for at drage fuld fordel af begge gasseres gode egenskaber. Helium fungerer for eksempel som en beskyttende gas til at hjælpe med at give bredere og lavere penetrationsformer under svejsning. Men Helium leverer ikke den rengøring, som Argon gør.

Som et resultat overvejer metalproducenter ofte at blande argon med helium som en del af deres arbejdsproces. For gasafskærmet metalbuesvejsning kan helium udgøre 25% til 75% af gasblandingen i helium/argonblandingen. Ved at justere sammensætningen af ​​den beskyttende gasblanding kan svejseren påvirke varmefordelingen af ​​svejsningen, hvilket igen påvirker formen på tværsnittet af svejsemetallet og svejsehastigheden.

Elektronisk halvlederindustri

Som en inert gas er helium så stabil, at den næppe reagerer med andre elementer. Denne egenskab gør den brugt som et skjold i lysbuesvejsning (for at forhindre kontaminering af ilt i luften). Helium har også andre kritiske anvendelser, såsom halvledere og optisk fiberfremstilling. Derudover kan det erstatte nitrogen i dyb dykning for at forhindre dannelse af nitrogenbobler i blodbanen og således forhindre dykkesygdom.

Global Helium Sales Volume (2016-2027)

Det globale heliummarked nåede USD 1825,37 millioner i 2020 og forventes at nå USD 2742,04 millioner i 2027 med en sammensat årlig vækstrate (CAGR) på 5,65% (2021-2027). Branchen har stor usikkerhed i de kommende år. De forventede data for 2021-2027 i dette papir er baseret på den historiske udvikling i de sidste par år, udtalelser fra brancheeksperter og analytikere i denne artikel.

Heliumindustrien er meget koncentreret, hentet fra naturressourcer og har begrænsede globale producenter, hovedsageligt i USA, Rusland, Qatar og Algeriet. I verden er forbrugersektoren koncentreret i USA, Kina og Europa og så videre. De Forenede Stater har en lang historie og umiskendelig position i branchen.

Mange virksomheder har flere fabrikker, men de er normalt ikke tæt på deres målforbrugermarkeder. Derfor har produktet en høj transportomkostning.

Siden de første fem år er produktionen vokset meget langsomt. Helium er en ikke-vedvarende energikilde, og politikker er på plads i producerende lande for at sikre, at dens fortsatte brug. Nogle forudsiger, at helium vil løbe ud i fremtiden.

Branchen har en høj andel af import og eksport. Næsten alle lande bruger helium, men kun nogle få har heliumreserver.

Helium har en bred vifte af anvendelser og vil være tilgængelig på flere og flere felter. I betragtning af mangel på naturressourcer vil efterspørgslen efter helium sandsynligvis stige i fremtiden, hvilket kræver passende alternativer. Heliumpriser forventes at fortsætte med at stige fra 2021 til 2026 fra $ 13,53 / m3 (2020) til $ 19,09 / m3 (2027).

Branchen er påvirket af økonomi og politik. Efterhånden som den globale økonomi kommer sig, er flere og flere mennesker bekymrede over at forbedre miljøstandarderne, især i underudviklede regioner med store befolkninger og hurtig økonomisk vækst, vil efterspørgslen efter helium stige.

På nuværende tidspunkt inkluderer store globale producenter Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (DZ) og Gazprom (RU) osv. I 2020 vil salgsandelen for Top 6 -producenter overstige 74%. Det forventes, at konkurrencen i branchen vil blive mere intens i de næste par år.

HL kryogent udstyr

På grund af mangel på flydende heliumressourcer og den stigende pris er det vigtigt at reducere tabet og genvindingen af ​​flydende helium i dens anvendelse og transportproces.

HL -kryogent udstyr, der blev grundlagt i 1992, er et brand tilknyttet HL Cryogenic Equipment Company Cryogent Equipment Co., Ltd. HL -kryogent udstyr er forpligtet til design og fremstilling af det høje vakuumisolerede kryogene rørsystem og relateret supportudstyr til at imødekomme kundernes forskellige behov. Det vakuumisolerede rør og fleksible slange er konstrueret i et højt vakuum- og flerlags multi-skærms specielle isolerede materialer og passerer gennem en række ekstremt strenge tekniske behandlinger og høj vakuumbehandling, der bruges til overførsel af flydende ilt, flydende nitrogen , flydende argon, flydende brint, flydende helium, flydende ethylengasben og flydende naturgas LNG.

Produktserien med vakuumkappet rør, vakuumkakket slange, vakuumkakket ventil og faseseparator i HL -kryogent udstyrsfirma, der passerede gennem en række ekstremt strenge tekniske behandlinger, bruges til overførsel af flydende ilt, flydende nitrogen, flydende argon, Flydende brint, flydende helium, ben og LNG, og disse produkter serviceres til kryogent udstyr (f.eks Drik, apotek, hospital, biobank, gummi, nyt materialefremstilling af kemiteknik, jern og stål og videnskabelig forskning osv.

HL Cryogenic Equipment Company er blevet den kvalificerede leverandør/leverandør af Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, Boc, Iwatani og Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang) osv.